이상기체 방정식의 유도 및 기체분자 충돌 시뮬레이션을 이용한 공식 유도 보고서입니다.

소개글

"이상기체 방정식의 유도 및 기체분자 충돌 시뮬레이션을 이용한 공식 유도 보고서입니다."에 대한 내용입니다.

목차

I. 실험 목표

II. 실험 이론
1) 이상 기체의 조건
2) 이상 기체 상태 방정식
3) 기체 분자의 속도

III. 실험 과제

IV. 자료 출처

본문내용

I. 실험 목표
기체의 다양한 거동 및 운동 현상을 설명하기 위해 이상 기체 상태 방정식(Ideal Gas Equation)을 이용하는 것이 일반적이다. 이와 같이 다양한 조건의 상황에서 기체의 운동에 대해 시뮬레이션을 진행하고, 이를 통해 기체 운동에 대한 일반적인 조건과 특징에 대해 알아보자

II. 실험 이론
1) 이상 기체의 조건
실제 기체의 특성을 모방하여 기체상의 물질 거동 및 특징에 대해 추측하기 위해서는 불가피하게 실제 기체와는 다르게 여러 조건을 배제하고 제한된 조건에서의 상황만을 고려해야 한다. 이를 위해 몇 가지 가정을 수행하게 된다. (가장 중요한 조건만을 명시했다)

기체 분자의 질량은 존재한다. 하지만 부피는 존재하지 않는다
기체 분자 간 다양한 상호작용(인력, 반발력)은 존재하지 않는다
기체 분자가 충돌할 시 모든 충돌은 탄성 충돌로 가정한다

위의 세 조건을 만족하는 기체를 이용하여 기존에 존재해왔던 여러
열역학적 성질을 통합하였고, 이를 이상 기체 상태 방정식 이라고 정의한다.

2) 이상 기체 상태 방정식
위의 이상기체의 전제조건을 바탕으로 하는 이상기체 상태방정식은 열역학
적으로 3가지 법칙을 통합하여 생겨났다고 볼 수 있다.
보일(Boyle)의 법칙 : 부피와 압력은 반비례 [ V=k_1 1/P ]
샤를(Charles)의 법칙 : 부피와 온도는 비례 [ V=k_2 T ]
아보가드로(Avogadro)의 법칙 : 부피와 몰 수는 비례 [ V=k_3 n ]

여기서 법칙 1과 2는 보일-샤를의 법칙으로 정리가 가능하고
PV/T=K_(1,2)
이를 법칙 3과 통합하면 다음과 같은 식으로 정리가 가능하다.

참고 자료

옥스토비의 일반화학 [Oxtoby, Gills 외 1명 저 | 화학교재연구회 역 | 사이플러스 | 2014.03.01]
줌달의 일반화학 [Zumdahl 저 | 대학화학교재연구회 역 | 사이플러스 | 2018.02.23]
Experiments in Physical Chemistry [Garland, Carl W., Nibler, Joseph W. 외 2명 저 | McGraw-HillCollege | 2008.02.29]