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1[7급 국가직 화공열역학] 24년 1회차

기체의 상태를 정의하기 위해 다음 방정식을 사용할 수 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단,  $P$ 는 압력,  $V$ 는 몰부피,  $T$ 는 온도,  $R$ 은 기체상수이다)
 $P=\frac{RT}{V-b}-\frac{a}{V^2}$

Redlich-Kwong 상태방정식이다.

상수  $a$ 는 실제기체 분자 사이의 척력에 의해 증가된 압력을 보정한다.

상수  $b$ 는 실제기체가 지닌 입자 자체의 부피 영향을 보정한다.

상수  $a$ ,  $b$ 는 임계점의 온도, 압력과 무관하다.

해설

제시된 식은 반데르발스 상태방정식이며, 상수  $b$ 는 분자 자체의 부피 영향을 보정한다.
 $V-b$ 는 분자가 차지하는 부피를 빼 실제로 움직일 수 있는 공간을 나타내고,  $\dfrac{a}{V^2}$ 는 분자 간 인력으로 줄어든 압력을 보정한다.
Redlich-Kwong 식은 인력항이  $\dfrac{a}{T^{1/2}V(V+b)}$  꼴이므로 제시된 식과 다르다.
상수  $a$ 는 척력이 아니라 인력에 의한 압력 감소를 보정한다.
상수는 임계 조건으로부터  $a=\dfrac{27R^2T_c^2}{64P_c}$ ,  $b=\dfrac{RT_c}{8P_c}$ 로 구하므로 임계 온도·압력과 무관하지 않다.

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