학문
실제 기체가 이상 기체와 유사한 거동을 보이는 조건은 언제인가요?
안녕하세요. 실제 기체는 이상 기체와는 달리 자체 부피도 존재하고 인력과 반발력이 존재하기 때문에 이상기체 상태 방정식을 그대로 적용할 수 없는데요, 실제 기체가 이상 기체와 유사한 거동을 보이는 조건은 언제인가요?
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안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 실제 기체가 이상기체와 거의 유사하게 거동하는 조건은 분자 간 상호작용과 분자 부피의 영향을 최소화한 상황에서라고 할 수 있습니다. 우선 이상기체의 경우 말씀해주신 것과 같이 자체 부피를 무시하고 분자간의 인력과 반발력을 무시하는데요, 반면에 실제기체의 경우 분자 자체 부피 존재하기 때문에 고압에서 부피를 무시할 수 없으며, 분자 간 인력과 반발력이 존재하기 때문에 낮은 온도에서 응축, 응결이 가능하기 때문에 PV = nRT가 완전히 성립하지 않습니다. 단, 실제 기체가 이상 기체처럼 행동하는 조건이 있는데요, 저압 고온 조건이면 됩니다. 압력이 낮으면 분자 사이 평균 거리 증가하는데요 따라서 분자 부피와 상호작용이 무시될 정도로 작아집니다. 또한 온도가 높아질 경우에는 분자의 운동에너지가 증가하며 분자 간 인력보다 운동 에너지가 훨씬 크기 때문에 상호작용 효과를 무시할 수 있습니다. 감사합니다.