제이의 집

화학이든 열역학이든 공부하다 보면 이상기체 방정식은 질리도록 볼 것이다. 그리고 항상 기체상수 R이라는 것이 따라올 것이다. 수치는 정해져 있다. 이 수치는 왜 나온 걸까? 이상기체 상태 방정식 PV=nRT에서 R값이 어떻게 구해지는지를 알아보자. 이상기체 방정식에서 V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온, 등압에서 항상 일정한 값을 가진다. 아보가드로 법칙이란 같은 온도와 압력 하에서 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 분자가 있다는 것을 말한다. 그래서 과학자들은 이상기체가 T : 0℃, P : 1 atm의 조건에서 부피는 22.4ℓ가 된다라고 정확한 수치로 표현했다. 여기서 기체의 몰수를 1㏖로 정의하고 이상기체 방정식을 R로 정리해보자. 여기에서 T : 0℃, P : 1 atm, V : 22.4ℓ..

이상기체 방정식을 알기 전에 먼저 이상기체가 무엇인지를 알아야 한다. 이상기체란 쉽게 말해서 현실에서 존재할 수 없는 이상적인 기체를 말한다. 이상적인 기체라고 부르기 위한 조건은 5가지가 있다. 1. 임의의 기체는 경로를 알 수 없는 많은 숫자의 동일한 분자들로 구성된다. 2. 분자들은 뉴턴의 운동법칙을 따른다. 3. 분자 자체만의 총부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. 다시 말하면 분자 자체의 부피는 무시한다. 4. 모든 분자의 운동은 무작위로 해야 한다. 각 분자들이 서로 다른 운동방향과 속력을 가지고 운동하는 것이다. 5. 분자들은 서로 상호작용하지 않으며, 분자와 분자, 혹은 분자와 용기 벽면의 충돌은 완전 탄성충돌이라 가정한다. (상호작용을 하지 않는다..