일반화학 압축인자(Z)가 1보다 클때와 작을때

Question

실제 기체에서 질문1압축인자가 1보다 작을때는 예를들어 P가 300배 증가하면 V는 300배 줄어들어야 하는데 실제기체는 입자간 인력이 존재하므로 V가 300배보다 더 줄어들기 때문에 압축인자가 1보다 작다고 하는 건가요?질문2압축인자가 1보다 클 때는예를들어 P가 600배 증가하면 V는 600배 감소해야 하는데 실제기체는 기체입자 자체의 부피 때문에 V가 이론만큼 줄어들지 못하기 때문에 V가 600배보다 적게 감소하여 압축인자가 1보다 큰건가요?질문3압축인자에서 P를 증가하는동안기체자체의 부피 효과와 인력의 효과는 동시에 일어난다는데 이게 무슨 뜻인가요?Z < 1 : 인력의효과 > 기체자체의 부피 효과Z > 1 : 인력의효과 < 기체자체의 부피 효과 라는데 P가 600기압만큼 너무 높을때는 용기 부피를 차지하는 기체자체의 부피가 너무커서 이론보다 V가 덜 줄어드는 효과가 있지만P가 2,30기압일때처럼 기압이 몇백기압 정도로 높지 않을때는 기체자체의 부피 때문에 이론보다 V가 덜 줄어드는 효과는 존재하지 않는다 라고 생각되는데 이때도기체자체부피의 효과도 인력의 효과랑 동시에 일어난다는게 이해가 안가요.

박정은 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 박정은 전문가입니다.압축인자(Z)는 실제 기체가 이상 기체 상태에서 얼마나 벗어나는지를 나타내는 척도입니다.압축인자가 1보다 작을 때 (Z < 1): 기체의 분자 간 인력이 부피를 줄이는 방향으로 작용합니다. 따라서, 이론적으로 예상되는 부피보다 실제 부피가 더 작아지며, 이는 압축인자가 1보다 작게 나타나는 이유입니다.압축인자가 1보다 클 때 (Z > 1): 기체 분자 자체의 부피와 분자 간의 반발력 때문에 예상보다 부피가 덜 줄어듭니다. 이는 압축인자가 1보다 큰 경우에 해당하며, 기체의 실제 부피가 이상 기체로 계산한 부피보다 크게 나타납니다.기체의 부피 효과와 인력의 효과: 기체가 고압일 때 분자 간 인력과 분자 자체의 부피 효과가 동시에 작용합니다. 낮은 압력에서는 인력이 더 큰 영향을 미치며, 높은 압력에서는 분자 자체의 부피가 상대적으로 더 중요한 역할을 합니다. 따라서 압축인자가 1보다 작거나 클 때 모두 두 가지 효과가 존재하지만, 어느 쪽이 더 지배적인지는 상황에 따라 달라집니다.