실제 기체에 대해서는 반데르발스 방정식을 어떤 식으로 보정할 수 있나요?

Question

안녕하세요. 고온 고압의 환경에서는 이상기체와 실제 기체는 서로 다른 거동을 보이게 되는데요, 실제 기체에 대해서 적용하고자 할 때 반데르발스 방정식을 어떤 식으로 보정할 수 있나요?

Answer 1

네, 말씀해주신 것처럼 실제 기체는 이상 기체와 달리 분자의 부피와 분자 간 상호작용을 무시할 수 없기 때문에, 이상 기체 방정식 PV=nRT를 그대로 적용하면 오차가 발생합니다. 이를 보정하기 위해 반데르발스 방정식이 사용되는데요, 이 식은 첨부한 사진과 같이 보정을 하게 됩니다.

즉, 실제 기체 분자 사이에는 약한 인력이 작용하는데요, 분자들이 서로 끌어당기므로 이상기체보다 실제 압력이 낮게 측정됩니다. 이를 보정하기 위해 특정 갑을 원래 압력에 더해 이상기체 방정식에 적용합니다.

다음으로 실제 분자는 크기가 있어 완전히 점과 같은 존재가 아닙니다. 이상기체 가정에서는 분자 부피를 무시하지만, 고압에서는 분자 자체가 차지하는 공간이 커지는데요, 따라서 전체 부피에서 분자 부피에 해당하는 nb를 빼서 유효 부피로 사용하게 됩니다. 감사합니다.