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1[7급 국가직 화공열역학] 23년 1회차
온도(TT), 압력(PP), 몰부피(VV)에 관한 van der Waals 상태방정식 P=RTV−b−aV2P=\dfrac{RT}{V-b}-\dfrac{a}{V^2}에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1
이 상태방정식은 주어진 온도에서 부피에 대하여 항상 3개의 실근을 가진다.
2
aa와 bb는 특정 성분에 따라 고유한 값을 가지며 양의 상수들이다.
3
aV2\dfrac{a}{V^2}항이 존재하는 이유는 분자들 간의 인력을 고려하기 위함이다.
4
물리적으로 의미가 있는 VV의 값은 언제나 상수 bb보다 큰 양의 실수여야 한다.
해설

van der Waals 식이 항상 3개의 실근을 갖는 것은 아니다. 따라서 이 설명이 옳지 않다.

부피에 대한 3차식이지만 3개의 실근은 임계온도 아래 2상 영역 부근에서만 나타나고, 임계온도 이상에서는 실근이 1개이다.

  • aa와 bb는 물질마다 고유한 양의 상수이다 — 옳다.
  • a/V2a/V^2 항은 분자 간 인력에 의한 압력 감소를 반영한다 — 옳다.
  • bb는 분자 자체의 배제부피이므로 물리적 의미가 있는 VV는 bb보다 커야 한다 — 옳다.

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