온도가 높으면 기체 부피가 커지고 낮으면 작아지잖아요.
근데 온도가 높은 것에 대해서는 즉각적으로 반응하거나 반응이 잘 일어나는데
온도가 낮아지는 거에 따른 기체 부피의 감소는 그만큼 즉각적으로 반응하거나 잘 일어나지 않는것 같은데요.
예로, 찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 얼마 안 되서 바로 원래모양이 되는데 원래 모양의 탁구공을 얼음물에
넣어도 공이 찌그러들지 않는것 같은 것이요.
주사기에 공기를 모은 것도, 뜨거운 물에 넣으면 주사기가 밀리는데 차가운 물에 넣어도 뜨거운 물에 넣은 만큼 안 내려
가더라구요. 기체(보통 공기)가 수축률과 팽창율이 다른가요?
왜 그런지 어떤 과학적인 원리인지 궁금합니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
탁구공을 예시로들면 탁구공의 형태 즉, 탁구공이 힘을 분산시키는정도에 관련이 있는 사항입니다.
이미 구 형태에서 찌그러지기 위해서는 힘이 가장 효율적으로 분산되기때문에 찌그러지기 어렵습니다.
그러나 찌그러진 상태에서 펴질때에는 구의 형태보다는 힘의 분산이 일어나지않아 잘 펴집니다.
즉, 공기와 온도의 특성이 아니라 탁구공의 재질과 형태에의해 결정된 사항입니다.
감사합니다.
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이상기체상태방정식은 PV = nRT입니다.
P = 압력, V = 부피, n = 기체의 수, R = 상수, T = 온도 입니다.
기체의 수축률과 팽창률은 조금씩 차이가 있으나 이상적으로는 모두 같습니다.
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안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
먼저 온도가 증가하면 부피가 커지고 줄어들면 부피가 줄어듭니다.
이유는 온도의 정의에 있습니다. 온도란 입자, 분자들의 평균 운동에너지(활발한 정도)입니다. 입자를 빠르게 움직이게 할 수록 온도가 높아집니다. 즉, 온도가 증가하면 입자들이 활발해져 부피가 증가하죠.
그런데, 물질에 따라 수축률 팽창율이 다 다릅니다. 공기 또한 마찬가지입니다. 특정 공간에 공기의 입자수, 압력, 온도에 따라 수축하고 팽창하는 정도가 다르다고 생각하시면 됩니다. 왜냐하면 입자 서로간의 힘이 거의 작용하지 않지만 가까워질 경우 반발력도 존재하기 때문이죠. 그래서 넓은 공간에 공기 분자(입자)들이 듬성 듬성 있을 경우 온도가 떨어지면서 수축하게 됩니다. 이 때에는 거의 온도가 감소함에 따라 부피도 일정하게 감소하죠. 하지만 이 분자들이 움직일 공간(부피)이 거의 없게 되면 분자간의 반발력이 생겨 서로를 밀쳐낼 수도 있습니다. 그래서 이 경우에는 온도가 감소해도 부피가 거의 감소하지 않을 수 있습니다.
이러한 원리 때문에 수축율이나 팽창율이 압력, 온도, 입자수 등에 의해 변할 수 있습니다.
도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
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