그림 (가)는 온도가 300 K인 실린더에 He(g)과 Ne(g)이 들… | [변리사 1차] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

He의 부분 압력이 (나)에서 더 크다는 것과, (가)에서 He과 Ne의 평균 운동 에너지가 같다는 설명이 옳다.
그림에서 (가)는 300 K에서 부피 2 L, (나)는 피스톤 위에 추를 올려 압축한 200 K·1 L 상태다. 부분 압력은 $P=\dfrac{nRT}{V}$이므로 He에 대해 (가)는 $\dfrac{n_{\mathrm{He}}R\cdot 300}{2}=150\,n_{\mathrm{He}}R$, (나)는 $\dfrac{n_{\mathrm{He}}R\cdot 200}{1}=200\,n_{\mathrm{He}}R$로 (가) < (나)가 된다.
기체 분자의 평균 운동 에너지는 $\overline{E_k}=\dfrac{3}{2}kT$로 온도에만 의존하므로, 같은 300 K인 (가)에서 He과 Ne의 평균 운동 에너지는 서로 같다.
반면 제곱 평균근 속력은 $v_{rms}=\sqrt{\dfrac{3RT}{M}}$이어서 (가)의 Ne은 $\sqrt{\dfrac{3R\cdot 300}{20}}=\sqrt{45R}$, (나)의 He은 $\sqrt{\dfrac{3R\cdot 200}{4}}=\sqrt{150R}$이므로 (나)의 He이 더 빠르다.