1몰의 수증기가 25°C에서 압력 20mmHg로부터 0.50mmHg까지… | [금속재료기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

등온 과정에서 이상기체의 깁스 자유에너지 변화는 $\Delta G = nRT\ln\left(\frac{P_f}{P_i}\right)$로 구하며, 결과는 -9144.5 J/mol이다.
주어진 값을 대입하면: $n=1\text{ mol}$, $R=8.314\text{ J/(mol·K)}$, $T=25+273=298\text{ K}$, $P_i=20\text{ mmHg}$, $P_f=0.50\text{ mmHg}$이다.
$\Delta G = 1 \times 8.314 \times 298 \times \ln\left(\frac{0.50}{20}\right) = 2477.6 \times \ln(0.025) = 2477.6 \times (-3.6889) = -9144.5\text{ J/mol}$이다.
압력이 감소하는 팽창 과정에서 압력비가 1보다 작으므로 ln값이 음수가 되어 ΔG는 음수가 되며, 이는 과정이 자발적임을 나타낸다.