기체분자 운동론 (이상기체와 실제기체)/평균운동에너지와 평균운동속도

법칙과 규칙이 있는데… 규칙은 예외가 있지만 법칙은 예외가 없다.

 

옥텟 규칙은 예외가 있지만 보일 샤를의 법칙은 예외가 없다.

 

기체 분자 운동론은 말 그대로 가정이다.

 

기체는 각자 다양한 성질을 가지고 있지만 기체 분자 운동론에서는 그 미세한 차이를 전부 하나로 묶어서 설명한다.

 

“모든 기체는 종류에 상관없이”

 

1.  끊임없이 직선운동을 한다.(충돌을 하게 되는데 완전 탄성충돌을 한다. 즉, 에너지 손실이 없다)

2.  자기 자신의 크기를 무시한다. 즉, 크기를 동일시한다.

    (농구공과 탁구공의 크기 비교 반면에 지구와 비교하면 모든 공의 크기는 무시할 정도의 크기)

    분자의 상태가 액체일 때보다 기체 상태에서는 분자와의 거리가 엄청 멀다. 그래서 이러한 가정이 가능한 것이다.

    크기를 동일시한다는 의미는 크기가 없는 것으로 가정한다. 하지만 질량은 있다.

 

3.  인력과 반발력은 무시한다. 즉, 상태 변화하지 않는다.

    기체가 액체로 변하지 않는다는 말이다. 말이 안 되지만 이렇게 가정한다.

 

4.  평균 운동에너지 = 3/2kT (k는 상수, T는 절대온도) 여기에서 변수는 절대온도 'T'만 있다.

    다르게 해석하면 절대온도 'T'만 같으면 이 세상 모든 기체는 종류에 상관없이 평균 운동에너지가 같다는 말이 된다.

 

 

 

※ 평균 운동에너지와 평균 운동속도는 다른 말이다..

>>평균 운동에너지가 같은 건 온도가 같을 때

>>평균 운동속도는 질량에 따라 바뀔 수 있다.

 

위에 4가지 모두 충족하는 기체는 존재하지 않는다.

 

만일 위에 모든 것을 충족하는 기체는 이상기체라고 가정한다.

 

이상기체와 실제기체 사이에는 어떤 특성의 차이(오차)가 존재한다.

 

이러한 차이(오차)를 줄이는 것이 중요하다.

 

이것을 이상기체에 근접하는 조건이라고 한다.

 

이상기체에 근접하기 위해서는 부피가 커지면 된다.

 

부피가 커지면 분자와 분자 사이 거리가 멀어지고 인력과 반발력이 작아져서 무시하기 쉽기 때문이다.

 

(압력이 낮아질수록, 온도가 올라갈수록, 분자량이 작을 수록)