밀폐된용기에 질소를 넣었을때 온도에 따른 압력변화?

Question

밀폐된 용기에 고압질소를 넣었을때 주변 온도변화에따라서 고압질소의 압력은 어떻게 변하고 그이유는 무엇인가요 자세히 알려주세요

Answer 1

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

압력과 온도는 비례 관계이며, 온도가 내려가면 압력도 내려갑니다.

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따라서, 영상에서 10°C에서 가스 상태의 질소 압력이 11.2bar일 때, 영하 1°C일 때의 압력 변화는 다음과 같습니다.

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온도 변화: 10°C → -1°C

온도 변화량: -11°C

1°C당 압력 변화량: 0.0032bar (일반적인 기체 상태 방정식에서 기체 상수를 이용하여 계산)

총 압력 변화량: 0.0032 × 11 = 0.0352bar

최종 압력: 11.2 - 0.0352 = 11.1648bar

따라서, 영하 1°C 일 때, 압력은 11.1648bar입니다.

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온도를 다시 올리면 압력이 다시 오르게 됩니다. 따라서, 압력용기가 밀폐되어 있으면 온도와 압력이 서로에게 영향을 미치게 되며, 온도가 올라가면 압력도 함께 증가하게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

밀폐된 용기 내부에 질소 분자를 넣으면, 분자들이 충돌하면서 내부 압력이 증가합니다. 이때 온도에 따른 압력 변화는 이상 기체 법칙(ideal gas law)에 따라 결정됩니다.

이상 기체 법칙은 PV = nRT로 표현되며, 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 분자의 수, R은 기체 상수, T는 절대온도를 나타냅니다. 이 법칙은 기체 분자들이 저울질 된 입자와 같이 행동하는 이상 기체를 가정하고 있습니다.

따라서, 일정한 수의 질소 분자가 있는 밀폐된 용기 내부의 압력은 온도 변화에 따라 변화합니다. 일반적으로, 온도가 증가하면 분자들의 평균 운동 에너지가 증가하고, 이로 인해 용기 내부 압력이 증가합니다. 반대로, 온도가 감소하면 평균 운동 에너지가 감소하고, 압력이 감소합니다.

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 밀폐된 용기에 질소를 넣고 온도를 높이면 열에너지가 용기안에 질소 분자들의 운동에너지를 높여서 분자들끼리의 충돌이 많아져서 원래는 분자들의 사이가 멀어지면서 부피가 커져야하는데요. 밀폐되어 있어서 부피가 커지지 못하면서 충돌이 커지면서 압력이 올라가게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

밀폐용기에 질소를 넣고 온도를 올리게되면 분자의 활성도가 증가하여 압력이 올라갑니다.

감사합니다.