학문
화학 반데르발스방정식 압력 보정에서 왜 더하는건가요?
이상기체상태 방정식 PV=nRT가 실제기체일 때 오차가 나타나서 보정해준게 반데르발스 방정식이잖요.
어떤 상황이 주어졌을 때 기체 입자가 이상기체가 아닌 실제기체라면
주어진 부피 V에서 실제기체는 입자 자체 부피가 존재하므로 그만큼 빼줘야 하니까
V-nb가 되는건 이해를 했는데요.
압력같은 경우에는 실제기체라면 인력이 작용하니까 인력에 의한 효과만큼 실제기체의 압력은 작아지잖아요.인력으로 인해 벽면에 충돌하는 충격량이 줄어드니까요. 그럼 P-ad^2이 되어야 하는거 아닌가요? 왜 P+ad^2이 되는거예요??
유튜브 영상같은걸 봐도 실제기체는 이상기체에 비해 인력이 존재하니까 압력은 인력에 의한 효과만큼 작아지니까 더한다고 나오는데, 대체 왜 작아지는데 더하는건지 이해가 안갑니다
인력에 의한 효과만큼 작아진다는건 -개념이라 빼줘야 하는데 대체 왜 더해주는 건가요?
부피도 실제기체면 자체부피가 존재하니까 그로인해 실제기체 부피는 작아질 거니까 기체입자 자체부피인 nb만큼 빼줬잖아요.
그럼 압력도 실제인력일때는 분자간 인력에 의한 효과 때문에 작아질거니까 인력에 의한 효과 ad^2만큼 빼줘야 저 말이 맞는건데 대체 왜 더해주는건가요?
부피는 실제기체이면 자체부피때문에 작아지니까 빼주는데 압력도 실제기체면 인력때문에 작아지는데 대체 왜 이때는 더해주는건지 이해가 너무 안갑니다. 제발 도와주세요
1개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
반데르발스 방정식의 압력 보정 부분은 실제 기체의 분자간 인력이 압력에 미치는 영향을 정량화하여 이상기체 방정식을 수정한 것입니다. 이상기체 방정식 PV=nRT는 기체 분자 간에 아무런 상호작용이 없다고 가정합니다. 그러나 실제 기체에서는 분자간 인력이 존재하며, 이로 인해 기체 분자들은 용기 벽에 더 적게 충돌하게 되어 실제 측정된 압력이 이상기체에서 예측한 압력보다 낮게 나타납니다.반데르발스 방정식에서 P + (a * n²) / V² 형태로 압력 보정이 이루어지는데, 이는 실제 압력이 인력 때문에 감소한다는 현상을 반영합니다. 여기서 a는 분자간 인력의 세기를 나타내는 상수이며, n은 기체의 몰 수, V는 기체의 부피를 의미합니다. (a * n²) / V²항은 기체 분자 간의 인력이 압력에 미치는 감소 효과를 나타내는데, 이 값을 실제 압력에 더해주어야만 인력으로 인한 압력 감소를 보정할 수 있습니다. 따라서, 이 항을 실제 압력에 더하는 것은 실제 기체의 압력을 이상기체의 압력과 동등하게 맞추기 위한 필수적인 조정입니다.
이 보정 과정은 실제 기체의 물리적 특성과 이상기체 모델 사이의 차이를 교량하는 중요한 단계를 제공합니다. 이를 통해, 기체의 실제 행동을 더 정확하게 모델링 할 수 있으며, 과학자들은 기체의 거동을 더 정밀하게 예측하고 이해할 수 있게 됩니다. 분자간 인력이 미치는 영향을 정확히 계산함으로써, 기체 시스템의 설계와 제어, 실제 산업 공정에서의 활용에 있어서 보다 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다. 이러한 과정은 열역학적 특성을 분석하고 최적화하는데 근본적인 이론적 기반을 마련합니다.