[일반화학실험] 이상기체와 실제기체의 차이점 - 이상기체 방정식과 반데르발스 방정식은 왜 다른가

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문서 내 토픽

• 1. 이상기체와 실제기체의 차이점

  이상기체는 질량과 에너지를 갖고 있으나 자체의 부피를 갖지 않고 분자간 상호작용이 존재하지 않는 가상적인 기체입니다. 그러나 실제기체는 부피를 가지며 분자간 상호작용이 있습니다. 이상기체의 분자는 부피가 없고 질량만 있는 질점이며, 실제기체의 분자는 일정한 공간을 차지하며 분자의 종류에 따라 각기 형태가 있는 기체입니다. 또한 이상기체는 분자간 탄성충돌 외에 다른 상호작용이 없고, 따라서 운동에너지 손실이 없지만, 실제기체의 분자들은 전자구름의 분포에 따른 상호작용을 일으킵니다.

• 2. 이상기체 방정식과 반데르발스 방정식의 차이

  이상기체는 분자의 크기를 없다고 가정하며, 분자 간의 인력이 없다고 가정합니다. 그러나 실제기체는 분자의 크기가 아무리 작아도 크기를 고려한 것이며, 분자 간 인력이 있음을 고려하였습니다. 다른 조건이 모두 동일하다고 가정할 때, 압력의 크기를 비교할 때 분자강의 인력을 고려하지 않기 때문에 이상기체의 압력이 더 크며, 부피의 크기를 비교할 때 이상기체에선 분자의 크기가 작으면 무시하였기 때문에 실제기체의 부피가 더 큽니다.

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• 1. 이상기체와 실제기체의 차이점

  이상기체와 실제기체의 가장 큰 차이점은 분자 간 상호작용을 고려하느냐 여부입니다. 이상기체는 분자 간 상호작용이 무시될 수 있을 정도로 작다고 가정하지만, 실제기체는 분자 간 인력과 반발력을 고려합니다. 이로 인해 실제기체는 이상기체와 달리 압축성이 크고, 부피와 온도에 따른 밀도 변화가 크게 나타납니다. 또한 실제기체는 상변화 현상을 보이지만, 이상기체는 상변화가 없습니다. 이처럼 이상기체와 실제기체는 분자 간 상호작용의 유무에 따라 다양한 차이점을 보입니다.

• 2. 이상기체 방정식과 반데르발스 방정식의 차이

  이상기체 방정식과 반데르발스 방정식의 가장 큰 차이점은 분자 간 상호작용을 고려하느냐 여부입니다. 이상기체 방정식은 분자 간 상호작용을 무시하지만, 반데르발스 방정식은 분자 간 인력과 반발력을 고려합니다. 이로 인해 반데르발스 방정식은 이상기체 방정식보다 실제 기체의 거동을 더 정확하게 설명할 수 있습니다. 반데르발스 방정식에는 분자 간 인력을 나타내는 매개변수 a와 분자 부피를 고려하는 매개변수 b가 포함되어 있습니다. 이 매개변수들로 인해 반데르발스 방정식은 이상기체 방정식보다 더 복잡하지만, 실제 기체의 거동을 더 잘 설명할 수 있습니다. 따라서 실제 기체의 거동을 연구할 때는 반데르발스 방정식이 더 유용합니다.