가스 상수 란?
이상적인 기체 상수라고도하는 기체 상수 (문자 R로 표시)는 화학량 론에서 압력 (P), 부피 (V), 온도 (T) 및 기체 (n)의 함수입니다. 방정식. 방정식 PV = nRT는 이상적인 가스 법칙으로 알려져 있습니다. R의 값은 R = (PV) / (nT)를 읽도록 방정식을 재정렬하여 찾을 수 있습니다. 다시 말해서, 가스 상수는 가스의 압력에 부피를 곱한 값을 가스의 몰수를 켈빈 온도로 곱한 값으로 나눈 값입니다.
이상적인 가스는 가정적인 것입니다. 모든 단순한 가스 법칙을 엄격히 준수하고 표준 온도 및 압력 (STP)에서 22.4141 리터의 몰 부피를 갖습니다. 그러나 STP에서 대부분의 가스는 이상적인 가스처럼 작동하므로 R의 값은 일반적으로 0.0821 L atm / mol K 또는 8.3145 J / mol K입니다. 예를 들어 이상적인 가스 법칙 및 가스 상수를 사용하여 압력을 찾을 수 있습니다 303Kelvin에서 15 리터 용기에 0.508 몰의 산소. 부피, 온도 및 몰 수는 알려져 있습니다.
P = (nRT) / V = (0.508 mol x 0.0821 L 기압 x 303 K) / 15.0 L mol K = 0.842 기압
가스가 저온 또는 고압 상태 일 때 상황이 변합니다. 이러한 조건에서 가스 분자는 서로 더 가깝고 느리게 이동하므로 반 데르 발스 (van der Waals)라는 분자간 힘으로 인해 측정 된 압력이 예상보다 낮아집니다. 분자가 서로 더 가까워지면 실제 분자의 부피도 가스의 총 부피의 더 큰 부분이됩니다.
실제 가스의 행동을 보상하기 위해 반 데르 발스 방정식이 적용됩니다. 표현 (n 2 a) / V 2 는 분자간 인력의 인력을 보상하고, 표현 nb는 가스 분자의 부피를 보상한다. 이 용어들은 함께 반 데르 발스 방정식을 구성합니다.
[P + (n 2 a) / V 2 ] x (V-nb) = nRT
식 n 2 a 및 nb를 반 데르 발스 상수라고하며 실험적으로 결정해야합니다. 반 데르 발스 방정식은 가스가 고온 또는 저압 일 때만 필요합니다. 가스가 실온 이상이거나 몇 기압 미만의 압력 인 경우 이상적인 가스 법칙이 적용됩니다.