2025년 2학기 실내공기오염관리 중간시험과제물 공통(이상 기체 방정식, 라돈의 특성)

목차

1. ‘보일 법칙’, ‘샤를 법칙’, ‘아보가드로 법칙’을 기반으로 한 ‘이상 기체 방정식’의 유도 과정에 대하여 상세히 서술하시오.
2. 온도와 압력이 25°C, 1 atm인 실내 공간에서 CO₂의 농도가 1220 ppm이다. 실내 공간의 부피가 40m³일 때, 이 실내 공간에 존재하는 CO₂ 질량(g)을 구하는 과정을 자세히 기술하시오.
3. 라돈(Rn)의 특성과 건강 영향에 대하여 설명하시오.
4. 대기권을 고도에 따라 구분하는 일반적 기준에 대하여 설명하고, 대기권 최하층부의 특성에 대하여 서술하시오.



- 목 차 -

1. ‘보일 법칙’, ‘샤를 법칙’, ‘아보가드로 법칙’을 기반으로 한 ‘이상 기체 방정식’의 유도 과정에 대하여 상세히 서술하시오.

2. 온도와 압력이 25°C, 1 atm인 실내 공간에서 CO₂의 농도가 1220 ppm이다. 실내 공간의 부피가 40m³일 때, 이 실내 공간에 존재하는 CO₂ 질량(g)을 구하는 과정을 자세히 기술하시오.

3. 라돈(Rn)의 특성과 건강 영향에 대하여 설명하시오.

4. 대기권을 고도에 따라 구분하는 일반적 기준에 대하여 설명하고, 대기권 최하층부의 특성에 대하여 서술하시오.

참고문헌


** 함께 제공되는 참고자료 한글파일 **
1. 대기권 구분과 대류권의 특성.hwp
2. 대기권 구분과 대류권의 특성2.hwp
3. 라돈(Rn)의 특성과 건강 영향.hwp
4. 라돈(Rn)의 특성과 건강 영향2.hwp
5. 실내 CO₂ 농도 계산 과정.hwp
6. 실내 CO₂ 농도 계산 과정2.hwp
7. 이상 기체 방정식 유도되는 과정.hwp
8. 이상 기체 방정식 유도되는 과정2.hwp

본문내용

1. ‘보일 법칙’, ‘샤를 법칙’, ‘아보가드로 법칙’을 기반으로 한 ‘이상 기체 방정식’의 유도 과정에 대하여 상세히 서술하시오.

1) 보일 법칙(Boyles Law)
보일 법칙은 온도와 기체의 부피(V)가 일정할 때 압력(P)과 부피(V) 간의 관계를 나타낸다. 즉, 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피는 반비례한다.
P ∝ 1 / V
이를 수식으로 나타내면
P⋅V = 상수 (온도와 물질의 양이 일정할 때)

2) 샤를 법칙(Charless Law)
샤를 법칙은 압력(P)가 일정할 때 기체의 부피(V)가 온도(T)와 비례한다는 관계를 나타낸다. 즉, 일정한 압력에서 기체의 부피는 절대온도에 비례한다.
V ∝T
이 관계를 수식으로 표현하면
V / T = 상수 (압력과 물질의 양이 일정할 때)

3) 아보가드로 법칙(Avogadros Law)
아보가드로 법칙은 온도(T)와 압력(P)가 일정할 때, 기체의 부피(V)는 기체의 몰수 n에 비례한다는 법칙이다. 즉, 일정한 압력에서 기체의 부피는 분자 수에 비례한다.
V ∝ n
이를 수식으로 나타내면
V / n = 상수 (온도와 압력이 일정할 때)

4) 이상 기체 방정식의 정리
보일 법칙, 샤를 법칙, 아보가드로 법칙을 통합하여 이상 기체 방정식을 유도한다. 위의 각 법칙에 따라 부피(V)는 압력(P), 절대 온도(T), 및 몰수(n)와의 관계를 가지므로



이 관계를 등호로 바꾸기 위해, 우리는 비례상수 R (기체 상수)을 도입한다. 그렇게 하면 다음과 같은 식을 얻는다.



위 식을 P에 곱하여 정리하면, 알려진 이상 기체 방정식이 된다.

오른쪽 항에서 P가 분모와 분자에 동시에 있으므로 약분한다.
따라서



2. 온도와 압력이 25°C, 1 atm인 실내 공간에서 CO₂의 농도가 1220 ppm이다. 실내 공간의 부피가 40m³일 때, 이 실내 공간에 존재하는 CO₂ 질량(g)을 구하는 과정을 자세히 기술하시오.

1. 조건 정리
온도: 25°C = 298.15 K
압력: 1 atm
부피: 40 m³ = 40,000 L
CO₂ 농도: 1,220 ppm

2. CO₂의 부분압 계산
ppm = (부분압/전체압력) × 10⁶
CO₂ 부분압 = (1,220/1,000,000) × 1 atm = 0.00122 atm


- 중략 -

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