게이뤼삭 법칙 계산기

게이뤼삭의 법칙이란?

게이뤼삭의 법칙은 일정한 부피에서 이상 기체가 어떻게 행동하는지를 설명하는 기본적인 기체 법칙 중 하나입니다. 이 법칙은 부피가 일정할 때 기체의 압력이 온도에 비례한다고 명시하고 있습니다. 이 법칙의 공식은 다음과 같습니다:

여기서:

• $P_1$ 및 $P_2$는 초기와 최종 압력입니다;
• $T_1$ 및 $T_2$는 초기와 최종 절대 온도(Kelvin 기준)입니다.

이 법칙은 프랑스의 화학자이자 물리학자인 조셉 루이 게이뤼삭에 의해 19세기 초에 발견되었으며, 이상 기체 방정식의 특수한 경우입니다.

기체 종류와 그 특성

기체에는 여러 종류가 있으며, 게이뤼삭의 법칙은 주로 이상 기체에 적용되지만, 거의 이상적인 조건 하에서는 실제 기체에도 관련이 있습니다:

1. 이상 기체: 이상 기체는 서로 상호작용하지 않는 분자를 가진 가상의 기체로, 분자 부피가 기체가 점유하는 부피에 비해 무시할 수 있을 정도로 작습니다. 예로는 저압과 고온에서의 수소와 헬륨이 있습니다.

2. 실제 기체: 우리가 일상에서 접하게 되는 기체로, 분자 상호작용으로 인해 이상 기체 행동에서 벗어납니다. 그러나 고온과 저압에서 실제 기체는 이상 기체와 유사한 행동을 보입니다.

게이뤼삭 법칙의 측정 단위

게이뤼삭의 법칙을 사용한 계산에는 측정 단위의 일관된 사용이 필요합니다:

• 압력: 파스칼(Pa), 바, 대기압(atm)
• 온도: 켈빈(K). 섭씨를 켈빈으로 변환하려면 $T(K) = T(°C) + 273.15$이라는 공식을 사용하십시오.

단위의 일관성을 유지하는 것이 계산 오류의 가능성을 줄이는 데 중요합니다.

게이뤼삭 법칙 공식

이미 언급한 공식은 일정한 부피에서 압력과 온도 간의 관계를 보여줍니다:

이 공식을 사용하여 온도의 변화가 기체 압력에 어떻게 영향을 미치는지와 반대로 압력 변화가 온도에 어떤 영향을 미치는지를 알 수 있습니다.

적용 예시

예시 1: 온도 상승

어떤 기체의 압력이 101.3 kPa이고 온도가 300 K인 경우, 온도가 350 K로 상승하면 압력은 어떻게 변화할까요?

식을 풀면:

예시 2: 온도 감소

어떤 기체가 온도가 400 K이고 압력이 150 kPa라면, 온도가 350 K로 감소할 때 기체의 압력은 얼마나 될까요?

식을 풀면:

관련 주제

게이뤼삭의 법칙과 흥미로운 유사점을 가지는 것은 샤를의 법칙입니다. 이 법칙은 일정한 압력에서 기체의 부피와 온도 관계를 조사합니다. 이에 대해 더 알고 싶다면 샤를 법칙 계산기 페이지를 방문하십시오.

자주 묻는 질문

초기 온도가 237 K, 초기 압력이 101 kPa, 최종 온도가 270 K일 때 최종 압력을 어떻게 찾나요?

\frac{101}{237} = \frac{P_2}{270}

P_2 \approx 115.1 \text{ kPa}