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기체의 법칙 기체상에서 압력-부피의 관계
용어설명 : 압력, 기체의 압력 , 보일의 법칙, 기체, 이상기체 , 실제기체
개념이해 : 기체분자의 충돌, 압력과 부피의 관계
실험목표
일정한 온도 , 밀폐된 공간에서 기체의 압력과 부피의 데이터들을 수집한 후 압력과 부피의 관계를 결정함으로써 보일의 법칙을 이해해보자.
준비물
컴퓨터 , 가스압력센서 , 컴퓨터 인터페이스 , 20ml가스주사기 , logger pro
1.이론
기체 : 고체와 달리 일정한 모양과 부피를 갖지 않으며, 액체처럼 유동성은 있으나 용기 전체에 확산되고, 액체보다 훨씬 압축되기 쉬운 상태에 있는 물체의 상태를 가리킨다.일반적으로 물질은 고온저압이 될수록(화학반응이 일어나지 않는 한) 기체상태가 되려고 한다.
이상기체와 실제기체 이상기체 실제기체 질량 있음 있음 부피 없음 있음 인력, 척력 없음 있음 기체 방정식
(이상기체가 이 방정식을 만족할 뿐, 대부분의 실제기체는 이 방정식을 만족하지 않는다.)
-보일의 법칙 : v∝1/p
-샤를의 법칙：v∝t
-아보가드로의 법칙: v∝n
이상기체의 상태방정식
pvnrtwrt/m (p:압력, v:부피, n:몰수, r:기체상수, t:절대온도, m:몰질량, w:질량)
압력 : 기체의 분자가 자유롭게 움직이면서 표면충돌하며 생기는 힘
* 압력의 크기 : 같은 넓이의 면에 작용하는 힘이 클수록,
접촉면의 넓이가 좁을수록 압력이 커진다.
* 기체의 압력 : 기체 상태의 분자들이 활발하게 운동하면서 벽면에 충돌하는 힘에 의해 압력이 생기며 기체 분자가 벽면에 충돌하는 횟수가 많을수록, 충돌의 속도가 빠를수록 기체의 압력
(기압)이 커진다.
*기체의 압력과 부피의 관계 : 기체의 압력의세기를 2배, 4배로 증가시키면 기체의 부피는 1/2배,1/4배로 감소한다.
boyle의 법칙
온도를 일정하게 유지시키면서 압력(p)을 증가시키면 부피(v)는 줄어든다. 즉, 압력을 2배,3배,4배 증가시키면 부피는 1/2, 1/3, 1/4배로 줄어든다
이와 같은 일정온도에서 일정량의 기체 v는 압력p에 반비례한다는 법칙이 이상기체에서는 성립하지만, 실제기체에서는 엄밀하게 적용되지는 않는다.
즉, 기체의 압력과 부피의 곱은 항상 일정해지며 이와 같은 식을 보일의 법칙이라고 한다.보일의 법칙에서 온도가 변하지 않는 한 압력과 부피의 곱은 일정하다.
pv k (상수) ( p : 압력, v : 부피) #xxxx.xx.xx
여기서 p1과 v1은 처음 압력과 부피이고 p2와 v2는 변화된 압력과 부피를 나타낸다. (이하 생략)
