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이상기체 방정식

플라즈마와 박막프로세스/진공과 플라즈마 | 2010. 2. 23. 22:40 | ...by 개날연

 

  이상기체 방정식은 보일, 샤를, 그리고 아보가드로 법칙의 3개를 종합한 것입니다. 보일의 법칙은 기체의 양(n)과 온도(T)가 일정하면 기체의 압력(P)과 부피(V)는 반비례 한다고 말합니다.

  


 

 

  위 식에서  k1 은 다른 값에 영향을 주지 않는 상수입니다.

  또 샤를의 법칙은 기체의 양(n)과 압력(P)이 일정할 때, 부피(V)는 온도(T)에 비례한다는 것을 보여주죠. 역시 k2는 상수입니다.

 

 

 

 

 

  우리는 앞에서 아보가드로의 법칙을 '기체의 종류에 상관없이 온도와 압력이 같다면 일정 부피내에 존재하는 기체분자의 수는 같다'라고 설명 했었습니다. 그렇다면, 일정 온도 (T)와 일정 압력(P)일 때, 부피(V)는 기체의 양(n)에 비례한다고 할 수 있겠지요? 그렇다면 이렇게 표현해 봅시다.

 

 

 

 

 

  이제 위 3개의 식을 하나로 정리해 보죠. 좌변은 V 로 모두 같습니다. 우변을 보니까 상수가 k1, k2, k3 이렇게 3개가 있는데 이걸 하나로 묶어 R 이라 합시다. 그리고 압력(P)에는 반비례하고, 온도(T) 와 기체의 양(n) 에는 비례하죠. 결국, 정리하면 이렇게 말할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

즉,

 


 

PV = nRT




 



 


위 식에서 상수 R 은 '이상기체상수' 혹은 그냥 '기체상수' 라고 하고, 값은 8.314 J/mol·K 입니다. 
기준은 단위에서 보는것처럼 1mole 당 계산값이죠. 그래서 이 기체상수 R을 아보가드로 수(1mole 당 기체분자수)인 6.02 x 1023/mol 로 나누면, 기체분자 1개당 상수인 볼츠만 상수 k = 1.3806 x 10-23 J/K 가 됩니다.






이상기체 방정식 확장판 보러가기 - > http://marriott.tistory.com/178

 



...by 개날연..

 

 

 

 

 

 

 어때요, 참 쉽죠?

 

 

 


 


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