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1[가스기능장 필기] 04년 1회차
실제기체에 적용될 수있는 상태방정식의 한 예로서 반델바알스(Van der Wasls)식은 기체분자간의 인력과 기체 자신이 차지하는 부피를 고려한 상태식이다. 기체 n몰에 대한 반델바알스식으로 가장 옳은 것은?
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해설

n몰짜리 반데르발스 식은 압력 보정항에 n2a/V2n^2a/V^2, 부피 보정항에 nbnb가 들어간 (P+n2aV2)(V−nb)=nRT\left(P+\dfrac{n^2a}{V^2}\right)(V-nb)=nRT 꼴이다.

1몰 식 (P+av2)(v−b)=RT\left(P+\dfrac{a}{v^2}\right)(v-b)=RT에 몰부피 v=V/nv=V/n을 넣고 양변을 정리하면 그대로 위 식이 된다. 분자끼리의 인력은 분자쌍 수에 비례해 n2n^2으로, 분자 자체가 차지하는 부피는 분자 수에 비례해 n으로 커지기 때문이다.

  • 부피 항을 nV−bnV-b로 쓴 식들은 전체 부피에 n을 한 번 더 곱한 꼴이라 앞뒤가 맞지 않는다.
  • 인력항을 na/V2na/V^2이나 a/nV2a/nV^2로 쓴 식은 인력이 n2n^2에 비례한다는 점을 담지 못한다.

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