이상 기체 상태 방정식 편집하기 (부분)

===증명 2: 샤를의 법칙===

샤를은 한 술 더 떠서 샤를의 법칙을 만들었다. 온도가 뜨거워지면 뜨거워질수록 부피도 늘어난다는 것. 이걸 이용한 게 열기구다. 이건 온도의 절대량인 절대 온도에 비례하게 된다. 이론상으로는 영하 273도 정도로 차갑게 만들면 기체의 부피가 0이 되지만 어차피 그 전에 액화되므로 상관없다.

그래서 이분은 절대온도와 부피가 비례한다, 즉 T∝V라는 식을 만들기에 이른다.

추가적으로 설명하자면 샤를의 법칙도 어쨌거나 기체에만 적용되기 때문에 기체가 기화되기 전의 온도에서는 부피가 어떻게 될까 궁금할 새끼가 있을 것이다. 물론 이거 읽는 디시놈 중에서는 그런 새끼는 없다^^7

결론부터 말하면 기체 상태의 부피는 동온 액체 상태 부피의 약 1700배 정도이다. 아브가드로의 법칙에 의하면 STP(섭씨 0도, 1기압) 상태에는 22.4L가 1몰의 양이다. 따라서 물을 일례로 들어 설명하면,

섭씨 0도 상태에서는 1mol이고, 이는 물의 분자량이 18이기 때문에 18mL이다. 하지만 여기서 섭씨 0도에서 기체였다면 어떻게 됐을까?라는 병신같은 망상을 해보자. 그러면 그래프를 그렸을 때 직선 부분이 왼쪽으로 쭈루룩 연장될 것이다. y축과 교점은 당연히 22.4L일 것이다.

대강 일차함수의 모양이 잡혔으니 방정식을 구해보자. V0=22.4L이므로 V=V0t/273 + V0 = 1700.2849... x 18이다. 따라서 약 1700배가 나온다고 볼 수 있겠다. ^오^

샤를의 법칙은 이쯤에서 마친다. 그리고..