이상적인 가스 가정 :
* 포인트 입자 : 가스 분자는 그들이 차지하는 공간에 비해 무시할만한 부피를 갖는 것으로 간주됩니다.
* 분자간 힘 없음 : 분자는 완벽하게 탄성 충돌을 제외하고는 서로 상호 작용하지 않는 것으로 가정합니다.
* 무작위 운동 : 분자는 온도에 비례하는 평균 운동 에너지로 모든 방향으로 무작위로 움직입니다.
비 이상 행동을 일으키는 요인 :
1. 고압 :
* 공간 감소 : 압력이 증가함에 따라 가스 분자는 서로 더 가깝게 압박되어 여유 공간이 줄어 듭니다. 이것은 총 부피에 비해 분자의 부피를 더욱 중요하게 만듭니다.
* 분자간 힘 : 증가 된 압력력은 분자를 더 가깝게하여 분자간 관광 명소를 향상시킨다 (Van der Waals Forces와 같은). 이 관광 명소는 가스의 양을 줄여서 이상적인 행동에서 벗어나게합니다.
2. 저온 :
* 감소 된 운동 에너지 : 더 낮은 온도는 분자가 운동 에너지가 적다는 것을 의미합니다. 이로 인해 분자간 힘이 더욱 중요해져 이상적인 행동과의 편차가 발생할 수 있습니다. 분자는 매력으로 인해 함께 뭉칠 가능성이 높습니다.
3. 분자 복잡성 :
* 극성 분자 : 영구 쌍극자 (물, H2O)를 갖는 분자는 비극성 분자보다 더 강한 분자간 힘 (쌍극자 쌍극자 상호 작용)을 갖는다. 이 힘은 이상적인 행동으로부터 상당한 편차를 일으킬 수 있습니다.
* 크기 및 모양 : 더 크고 더 복잡한 분자 (탄화수소와 같은)는 분자간 힘에 더 쉽습니다. 그들은 상호 작용을위한 더 큰 표면 영역을 가지고 있습니다.
실제 사례 :
* 고압의 실제 가스 : 낮은 압력으로 이상적으로 행동하는 질소 및 산소와 같은 가스는 고압 (예 :수백 대기)에서 이상적인 행동에서 크게 벗어날 것입니다.
* 액화 : 저온과 고압에서 가스는 액체로 응축 될 수 있습니다. 이것은 결로가 예측되지 않는 이상적인 가스 거동에서 벗어난 것입니다.
* 강한 분자간 힘을 가진 가스 : 암모니아 (NH3) 및 이산화탄소 (CO2)와 같은 가스는 강한 쌍극자 쌍극자 및 수소 결합 상호 작용으로 인해 이상적인 행동과의 상당한 편차를 나타냅니다.
요약 :
본질적으로 실제 가스는 이상적인 행동에서 벗어납니다.
* 유한 분자 부피 : 이것은 높은 압력에서 중요 해집니다.
* 분자간 힘 : 이들은 저온과 고압에서 중요해집니다.
키 포인트 : 이상적인 가스 법칙은 많은 상황에서 유용한 근사치이지만, 특히 이상적인 조건에서 항상 정확하지는 않다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
