이상 기체 상태 방정식

이상 기체 상태 방정식: 기체의 온도, 부피, 몰수의 관계

1. 이상 기체 법칙

 보일 법칙, 샤를 법칙, 아보가드로 법칙을 모두 적용할 수 있는 식으로 나타낼 수 있음

2. 기체 상수(R)

 기체 1몰은 0 ℃, 1기압에서 22.4 L를 차지하므로, 이 값을 대입하여 이상 기체 법칙의 비례 상수, 즉 기체 상수 R을 구할 수 있음

3. 이상 기체 상태 방정식

 이상 기체 n몰에 대하여 이상 기체 법칙은 다음의 식으로 나타낼 수 있음

(P : 기체의압력(atm), V : 기체의부피(L), n : 기체의몰수(mol), R : 기체상수(0.082 atm·L/mol·K), T : 절대온도(K))

4. 기체의 분자량(M) 결정

▶ 이상 기체 상태 방정식을 이용하면 기체의 분자량을 구할 수 있음

(M : 기체의 분자량(g/mol), w : 기체의 질량(g))

 기체의 밀도(d) 측정을 이용한 기체의 분자량 측정

• 기체의 밀도를 측정하여 이상 기체 상태 방정식을 이용하면 기체의 분자량을 구할 수 있음

(d : 기체의 밀도)

5. 이상 기체와 실제 기체

 이상 기체

• 이상 기체 상태 방정식에 정확하게 적용되는 가상적인 기체로, 분자 자체의 부피(크기)가 없고, 분자 사이에 인력이나 반발력이 작용하지 않음

 실제 기체

• 실제로 존재하는 기체로 기체 분자의 부피(크기)가 있고, 분자 사이에 인력이나 반발력이 작용하므로 이상 기체 상태 방정식에 잘 적용되지 않음

보일-샤를 법칙과 아보가드로 법칙에 의해 기체의 부피는 다음과 같이 일반화해서 나타낼 수 있다. 
1기압에서 1몰의 부피가 22.4L이므로 이 값을 이용하면 k의 값을 구할 수 있다.
이 값은 기체의 종류에 관계없이