물리화학(기체의 성질)

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목차

1.1 기체의 상태(The state of gases)
(a) 압력 (Pressure : P)
(b) 압력의 측정(The measurement of pressure)
(c) 온도(temperature : T)
-섭씨 온도(θ, ℃) (Celsius)

1.2 기체의 법칙(The gas laws)
(a) 개개의 법칙들(The individual gas laws)
- Jacques Charles and Gay-Lussac
- Avogadro의 원리 (Avogadro's principle)
(b) 완전기체 법칙(The perfect gas law)
- Boyle's law
- Charles's law
- Avogadro의 원리
(c) 기체 혼합물(Mixtures of gases)
- Dalton의 법칙(Dalton's law)
(d) 몰분율과 부분압력
(Mole fractions and partial pressures)

1.3 분자 간 상호 작용(Molecular Interactions)
(a) 압축인자(the compression factor, Z)
(b) 비리알 계수(Virial coefficients)
(c) 응축(Condensation)
(d) 임계 상수(Critical Constants)

1.4 Van Der Waals equation

1.5 대응 상태의 원리 (The Principle of corresponding States)

본문내용

: 실제 기체의 압력. Pi : 이상기체의 압력. a : 비례상수.
2) 부피보정 : 이상 기체의 부피는 무시하므로, 기체가 점유하고 있는 용기의 전 부피 V가 된다. 실제 기체는 부피를 무시할 수 없으므로, 기체가 차지하는 부피, V에서 기체의 부피를 뺀 공간이 분자가 자유롭게 운동할 수 있는 이상기체의 부피에 해당, 즉, 용기의 부피에서 분자가 운동하는 데 이용되지 않는 부피(분자가 차지하고 있는 부피, 배제된 부피)뺀 부피가 이상기체의 부피(Vi)
Vi = V - b b : 몰 당 배제된 부피(Excluded Volume)
PiVi = nRT ---> (P + a / V제곱m)(Vm - b) = RT
(P + n제곱a / V제곱)(V - nb) = nRT(n moles)
1.4 Van Der Waals equation
PV = nRT : 아주 작고 서로 간에 반응을 하지 않는 기체 분자들의 무질서한 운동 모델 -> 1873년 Van Der Waals 에 의해 두 가지 항 보정 식(근사식)
===> 실제 기체의 상태식 : 분자의 부피와 인력효과 적용
1) 분자가 차지하는 부피 ---> P(V-nb) = nRT
nb : 알맹이들 자신이 차지하는 전체부피(b : 분자의 크기)
2) 분자간의 인력
분자들을 붙들어 두는 구속 압력
P(V - nb) = nRT ---> (P + an제곱 / V제곱)(V - nb) = nRT (1.25a)
===> 1mol에 대해, (P + a / V제곱m)(Vm - b) = RT (1.25b)
- Van der waals 식과 임계점
-. Vc = 3b, Pc = a / 27b제곱, Tc = 8a / 27Rb (1.26)
-. 임계 압축인자(Critical Compression Factor : Zc)
Zc = PcVc / RTc = 3/8 = 0.375 (1.27)
1.5 대응 상태의 원리 (The Principle of corresponding States)
기체(어떤 대상물)의 고유한 성질인 임계 상수들과 실제 변수들의 상대적 척도
-> 환산 변수(Reduced Variables) ; 실제 변수를 임계상수로 나눈 변수.
Pr = P / Pc, Vr = Vm / Vc, Tr = T / Tc (1.28)
-. P = Pr * Pc : 실제 압력 계산 가능.
-. 동일한 환산 부피(Vr)와 동일한 환산 온도(Tr)하에 있는 실제 기체들이 동일한 환산 압력(Pr)을 나타내는 현상.

키워드

완전기체(이상기체),   실제기체(실존기체),   Van der waals,   몰분율,   부분압력,   임계상수,   비리알계수,   게이루샥