압축인자(compressibility factor) Z를 다음과 같이 … | [7급 국가직 화공열역학] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

압축인자(compressibility factor) $Z$를 다음과 같이 표현하는 비리얼(virial) 상태방정식에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, $B$, $C$, $D$는 비리얼 계수이고 $V$는 몰 부피이다)
$Z=1+\frac{B}{V}+\frac{C}{V^2}+\frac{D}{V^3}+\dots$
ㄱ. 이상기체의 압축인자는 1이다.
ㄴ. 압력이 0에 가까워질수록 압축인자는 1에 가까워진다.
ㄷ. 비리얼 계수 값은 분자의 크기와 원자간 결합에너지에 의존한다.
ㄹ. 우변에서 분모의 차수가 높은 항일수록 분자들 사이에 더 높은 빈도의 상호작용을 반영한다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄱ, ㄴ, ㄹ

ㄴ, ㄷ, ㄹ

옳은 것은 ㄱ, ㄴ이다.
이상기체는 $Z=1$이고, 압력이 0에 가까워지면 몰 부피가 무한히 커져 비리얼 항이 사라지므로 $Z\to1$이다.
ㄷ: 비리얼 계수는 분자 사이 상호작용에서 비롯되며 순수 물질에서는 온도만의 함수이다. 원자간 결합에너지 같은 분자 내부 성질로 정해지는 값이 아니다.
ㄹ: 차수가 높은 항은 상호작용의 빈도가 아니라 더 많은 분자가 동시에 관여하는 상호작용(2분자, 3분자, …)을 나타낸다.