실내공기오염관리

소개

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목차

1. ‘이상 기체 방정식’의 의미를 설명하고 관련 연습 문제 한 개를 만든 후, 정답과 해설을 작성하시오.
2. 온도와 압력이 25 ℃, 1atm인 실내 공간에 존재하는 CO2의 질량이 32g이다. 실내 공간의 부피가 45m3이고 CO2의 농도 분포가 일정할 때, 실내 공간에 존재하는 CO2의 ppm단위 농도를 구하는 과정에 대해 자세히 기술하시오.
3. 가스 상 실내 공기 오염 물질 중 3가지를 선택하여 나열하고, 각각의 특징에 대하여 간단히 설명하시오.
4. 고도에 따른 대기의 권역을 구분하고, 각 권역의 특징을 간략히 기술하시오.

본문내용

1) 이상 기체 방정식

이상 기체 방정식은 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로 법칙을 통합한 기체 상태 방정식이다. 이 방정식은 기체의 압력(P), 부피(V), 온도(T), 몰수(n)의 관계를 나타낸다. 더 자세하게 살펴보면, n은 기체의 mole 수를 나타내고, R는 기체상수를 나타낸다. 이는 기체의 부피(V)는 압력(P) 증가에 따라 감소하고, 온도(T) 증가에 따라 증가한다. 기체가 표준상태인 0℃, 1atm에 있다고 가정을 해보면, 이 조건 하에서 1mole의 부피는 약 22.4L가 되므로, R는 0.08206Lㆍatm/molㆍK라는 값을 갖게 된다. 이 기체상수는 단위에 따라 여러 값을 갖게 된다. 그러므로 PV = n R T 이 된다. 이를 요약하면,

P 압력 (Pa)
V 부피 (m^3)
n 몰수 (mol)
R 기체상수 (0.08206 L·atm/mol·K)
T 온도 (K)

이상 기체 방정식은 다음과 같은 의미를 갖는다.

압력과 부피는 반비례한다. (보일의 법칙)
부피는 온도에 비례한다. (샤를의 법칙)
몰수는 부피와 온도의 곱에 비례한다. (아보가드로 법칙)

2) 연습 문제

0℃의 상황에서, 1 기압에서 부피가 273mL인 기체가 있다고 가정한다면, 압력을 일정하게 유지하며 온도를 27 ℃로 상승시킬 때 이 기체의 부피는 얼마나 되는가?

정답 이상 기체 방정식에 따르면, PV = nRT이므로 샤를의 법칙에 따라 일정 압력에서 기체의 부피는 기체의 절대 온도에 비례한다. 그러므로 기체의 부피 ∝ 기체의 온도이기 때문에 이를 식에 대입하면 VtV0V0
273 mL273 mL300 mL이 된다.

위의 식을 계산하면, 0℃, 1기압에서 부피가 273mL 기체의 부피는 22.4L임을 알 수 있다. 이는 표준상태에서의 기체의 부피이다.

참고자료

· 실내공기오염관리 한국방송통신대학교 출판문화원