실제기체의 압축 인자 (compressibility factor)를 나… | [화공기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 18년 3회차
실제기체의 압축 인자 (compressibility factor)를 나타내는 그림이다. 이들 기체 중에 서 저온에서 분자간 인력이 가장 큰 기체는?
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해설
저온 구간에서 Z가 1보다 훨씬 작아져 최솟값이 가장 깊게 내려간 곡선, 즉 그래프에서 맨 아래로 처지는 곡선의 기체가 분자간 인력이 가장 크다.
압축인자 Z = PV/RT는 이상기체에서 1이다. Z < 1은 실제 부피가 이상기체보다 작다는 뜻으로 분자간 인력이 우세함을, Z > 1은 분자 자체의 부피(반발력)가 우세함을 뜻한다.
그림의 네 곡선 중 둘은 저온부터 Z가 1 위로 올라가 계속 커지므로 인력 효과가 거의 없는 기체이고, 나머지 둘은 저온에서 1 아래로 내려갔다가 온도가 올라가면서 1을 회복한다. 이 중 골이 더 깊고 더 높은 온도까지 Z < 1이 유지되는 곡선이 인력이 더 강하다.
인력이 강할수록 Z가 다시 1이 되는 온도(Boyle 온도)도 높아지므로, 가장 깊게 처지고 가장 나중에 1로 돌아오는 곡선이 저온에서 분자간 인력이 가장 큰 기체가 된다.
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