[일반화학]기체의 성질과 행동

소개

압력(P), 온도(T), 부피(V), 몰 수(n)와의 관계를 통한 기체의 법칙들을 유도할 수 있다.
일반화학에서 배우는 기체에 관한 성질 및 법칙들에 관한 기본내용들입니다!!

그림이나 사진을 통해 쉽게 접근법을 설명해놨으니 많이 참고하세요~~~

목차

1. 기체의 기본개념

2. 기체의 압력

3. 기체의 법칙
1) 보일 (Boyle)의 법칙: 부피와 압력 사이의 관계
2) 샤를의 법칙: 부피와 온도 사이의 관계
3) Avogadro의 법칙: 부피와 몰(분자수) 사이의 관계
4) 이상기체 법칙

4. Dalton의 부분압력의 법칙

5. 기체의 분자운동론

6. Graham의 법칙

7. 실제기체의 행동

본문내용

1. 기체의 기본개념
물질의 3가지 성분인 고체, 액체, 기체 중, 기체는 우리에게 매우 친숙하며 또한 우리 일상생활을 통해 매일 접하는 물질이며 우리가 호흡하는데 절대적으로 필요한 물질로서 어떤 성질을 가지고 있는지 잘 알고 있다. 인간은 표 8.1에서 보는 바와 같이, 부피 %로 약 78 %의 질소, 21 %의 산소, 그리고 소량의 아르곤, 이산화탄소 등의 다른 기체로 이루어진 공기의 혼합물 속에서 생활하고 있다.
기체는 용기의 부피와 모양에 따라 쉽게 변하며, 또한 쉽게 압축되거나 팽창된다. 기체 분자들 간에는 서로 완전히 섞이며, 액체나 고체에 비해 같은 무게에 대해 큰 부피를 가져 훨씬 낮은 밀도를 갖는다.

2. 기체의 압력
기체 분자들은 그림 2에서 보는 바와 같이, 끊임없이 어느 속력을 가지고 불규칙적으로 운동하고 있다.
이러한 기체 분자들은 제멋대로 움직이면서 서로들 간에 충돌하며 용기의 벽과도 충돌하게 된다. 기체분자가 기체 용기의 벽과 충돌하게 되면 용기의 벽에 힘을 전달하게 되는데, 이렇게 벽의 단위면적에 작용하는 힘을 압력이라 한다. 기체는 기체를 가두고 있는 기체 용기의 모든 면에 대해 균일한 힘을 전달하므로, 압력 또한 그 해당 기체에 대해서는 균일하다고 할 수 있다.
뉴턴의 운동 제2법칙에 따르면, 힘은 다음과 같이 정의된다.
힘 (F) = 질량 (m) x 가속도 (a) ,
질량의 단위는 SI 단위로 kg, 가속도는 m/s2 이므로, 힘은 kg․m/s2 이 된다. 이것은 힘의 SI 단위인 Newton (N) 과 다음과 같이 관련된다.
즉 1 Newton (N) = 1 kg․m/s2
압력은 단위면적당 힘으로 정의되므로,
압력 (P) = ,
그림 기체의 운동
힘/단위면적은 N/m2 로서 이것은 압력의 SI 단위인 Pascal (pa)이 된다. 즉 1 Pascal (Pa) = N/m2 = kg/m․s2
여기서 압력의 SI 단위인 Pascal (Pa)는 프랑스의 수학자이며 물리학자인 파스칼의 이름으로부터 따온 것이다. 1 Pa은 실제로 대단히 적은 양으로서, 10.2 mg의 질량이 1.00 cm2의 면적에 작용하는 압력이다.
대기 중의 기체 분자는 다른 모든 물질처럼 지구 중력의 영향을 받는다. 그러므로, 대기는 높은 고도에서 보다는 낮은 고도인 지구 표면에 더 밀잡되어 있고, 지구 표면에 힘을 가지고 충돌하므로써 압력을 발휘하게 된다. 대기가 있는 지역에서 작용하는 힘은 대기 위의 공기 기둥의 무게와 같다. 공기 기둥이 작용하는 압력을 대기압이라고 부른다.

참고자료

· 없음