Van der Waals 상태 방정식은 다음과 같이 나타낸다. 이 식에서 a/v 2 , b는 각각 무엇을 의미하는 것인가? (단, P는 압력, v는 비체적, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.) \left(P+\dfrac{a}{v^{2}}\right)\times(v-b)=RT

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Van der Waals 상태 방정식은 다음과 같이 나타낸다. 이 식에… | [일반기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 1회차

Van der Waals 상태 방정식은 다음과 같이 나타낸다. 이 식에서 a/v², b는 각각 무엇을 의미하는 것인가? (단, P는 압력, v는 비체적, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.)
 $\left(P+\dfrac{a}{v^{2}}\right)\times(v-b)=RT$

분자간의 작용력, 분자 내부 에너지

분자 자체의 질량, 분자 내부 에너지

분자간의 작용력, 기체 분자들이 차지하는 체적

분자 자체의 질량, 기체 분자들이 차지하는 체적

해설

van der Waals 식에서 a/v²는 분자간 인력(작용력)에 대한 압력 보정항, b는 기체 분자 자체가 차지하는 체적을 뜻한다.

이상기체식 Pv = RT는 분자를 크기 없는 점으로 보고 분자간 힘도 없다고 가정한다. 실제 기체는 분자끼리 서로 끌어당겨 벽을 때리는 압력이 줄어들므로, 측정압력 P에 a/v²를 더해 이상적인 압력으로 되돌린다.

또 분자가 부피를 가지므로 실제로 움직일 수 있는 공간은 비체적 v에서 분자 자체 체적 b를 뺀 (v − b)가 된다. 그래서 식이 (P + a/v²)(v − b) = RT 형태를 갖는다.

분자 자체의 질량은 이 식에 보정항으로 들어가지 않는다(질량 효과는 기체상수 R에 이미 반영).
분자 내부 에너지는 상태식이 아니라 열량식에서 다루는 양이므로 a, b와 무관하다.

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