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1[가스기능장 필기] 21년 1회차
반데르 바알스의 식은 문제 이미지로 나타낸다. 메탄가스를 150[atm], 40[L], 30[℃]의 고압용기에 충전할 때 들어갈 수 있는 가스의 양은 약 얼마인가? (단, a=2.26[L2·atm/mol2], b=4.30×10-2[L/mol]이다.)
1
30[mol]
2
154[mol]
3
304[mol]
4
504[mol]
해설

반데르발스 식 (P+an2V2)(V−nb)=nRT\left(P+\dfrac{an^2}{V^2}\right)(V-nb)=nRT 에 조건을 대입해 검산하면 충전량은 약 304 mol 이다.

인력 보정항은 an2V2=2.26×3042402≈130.5 atm\dfrac{an^2}{V^2}=\dfrac{2.26\times 304^2}{40^2}\approx130.5\ \mathrm{atm} 이어서 보정 압력이 280.5 atm 이고,
부피 보정은 V−nb=40−304×0.043≈26.93 LV-nb=40-304\times0.043\approx26.93\ \mathrm{L} 이다.

좌변은 280.5×26.93≈7.55×103280.5\times26.93\approx7.55\times10^{3}, 우변은 nRT=304×0.082×303≈7.55×103nRT=304\times0.082\times303\approx7.55\times10^{3} 으로 일치한다.

이상기체식으로만 계산하면 약 241 mol 이지만, 고압에서는 실제 기체의 부피 보정 효과가 커져 충전 가능한 양이 더 많아진다.

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