[아주대학교][현대물리학 실험][A+] Adiabatic Gas Law 결보

소개

"[아주대학교][현대물리학 실험][A+] Adiabatic Gas Law 결보"에 대한 내용입니다.

목차

[1] 실험 결과
[2] 질문에 대한 답변
[3] 고찰

본문내용

이상기체 상태방정식은 저압, 고온 상태에서 더 정확하게 성립할 것이다. 저압 상태의 경우 기체 분자 간의 거리가 멀어져 기체 분자 사이의 상호 작용이 무시할 수 있을 정도로 작아질 것이며, 고온 상태의 경우 상호작용의 영향력보다 기체의 내부 에너지가 더 커질 것이다. 질문에서는 ‘실린더를 압축시켰을 때가 실린더를 팽창시켰을 때 보다 정확하다고 한다.’라고 기술했는데, 실린더를 팽창시켰을 때가 실린더를 팽창시켰을 때에 비해 더 정확하게 성립할 것 같다. 이유는 다음과 같다. 우선, 같은 양의 기체가 어떤 공간 내에 존재할 때, 그 공간이 팽창하면, 분자 간 상호작용을 거의 무시할 수 있게 된다. 이상기체 방정식은 기체 분자 간의 상호작용을 고려하지 않는 것을 작성한 식인데, 실제로 기체가 압축될 때는 분자 간 거리가 줄어들고 그로 인해 서로 간의 상호작용이 강해진다. 기체가 팽창하면 기체 분자 간의 거리는 멀어지고 상호작용이 줄어들어 이상기체 상태 방정식의 가정에 더 부합한다. 이상기체 상태 방정식에서는 기체 분자가 갖는 크기도 무시되는데, 압축될 때 기체 분자들은 서로 더 가까워지고, 그로 인해 기체 분자의 실제 부피를 무시할 수 없게 된다. 반면 기체가 팽창하면 기체 분자가 존재하는 공간이 커지게 되고, 이는 기체 분자들 사이의 거리 증가로 이어져, 기체가 존재하는 전체 부피에 대한 기체 분자 자체의 부피의 비율이 상대적으로 줄어들게 된다.

참고자료

· https://cdn.pasco.com/product_document/Adiabatic-Gas-Law-Apparatus-TD-8565-Manual.pdf (2024.05.20)
· 『2024 현대물리학실험 실험 매뉴얼』, 아주대학교, 52-56pp