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키네틱 가스 이론으로도 알려진 키네틱 분자 이론은 가스 입자의 소규모 이동 측면에서 가스의 측정 가능한 특성을 설명하려는 강력한 모델입니다. 운동 이론은 입자의 운동 측면에서 가스의 특성을 설명합니다. 동역학 이론은 많은 가정을 기반으로하며 이로 인해 근사 모델입니다.
운동 이론의 가정.
운동 모델의 가스는 "완벽한"것으로 간주됩니다. 완벽한 가스는 완전히 무작위로 움직이고 멈추지 않는 분자로 구성됩니다. 모든 가스 입자 충돌은 완전히 탄성이므로 에너지가 손실되지 않습니다. (이러한 경우가 아니라면 가스 분자는 결국 에너지가 고갈되어 용기 바닥에 쌓이게됩니다.) 다음 가정은 분자의 크기가 무시할 수 있다는 의미이며, 본질적으로 직경이 0입니다. 이것은 헬륨, 네온 또는 아르곤과 같은 매우 작은 단일 원자 가스에 거의 해당됩니다. 마지막 가정은 가스 분자가 충돌 할 때를 제외하고는 상호 작용하지 않는다는 것입니다. 동역학 이론은 분자 간의 정전기력을 고려하지 않습니다.
동역학 이론을 사용하여 설명 된 가스의 성질.
가스는 세 가지 고유 속성, 압력, 온도 및 부피를 갖습니다. 이 세 가지 속성은 서로 연결되어 있으며 운동 이론을 사용하여 설명 할 수 있습니다. 압력은 입자가 가스 용기의 벽에 부딪쳐 발생합니다. 풍선과 같은 비 강성 용기는 풍선 내부의 가스 압력이 풍선 외부의 가스 압력과 같아 질 때까지 팽창합니다. 가스가 저압 일 때 충돌 횟수는 고압보다 적습니다. 일정한 부피로 가스의 온도를 높이면 열이 입자를 더 빠르게 움직이게하므로 압력이 증가합니다. 마찬가지로 가스가 이동할 수있는 부피를 확장하면 압력과 온도가 모두 낮아집니다.
완벽한 가스 법.
로버트 보일 (Robert Boyle)은 가스 특성 사이의 연관성을 발견 한 최초의 인물 중 하나였다. 보일 스 법은 일정한 온도에서 가스의 압력은 부피에 반비례한다고 말합니다. Jacques Charles가 온도를 고려한 후에 Charles Law는 고정 압력의 경우 가스의 부피가 온도와 직접 비례한다는 것을 발견했습니다.이들 방정식은 1 몰의 가스 pV = RT에 대한 완벽한 가스 상태 방정식을 형성하기 위해 결합되었습니다. 여기서 p는 압력, V는 부피, T는 온도, R은 보편적 인 가스 상수입니다.
완벽한 가스 행동의 편차.
완벽한 가스 법칙은 저압에 효과적입니다. 고압 또는 저온에서 가스 분자는 상호 작용하기에 충분히 근접해 있습니다. 가스가 액체로 응축되게하는 것은 이러한 상호 작용이며, 그것들 없이는 모든 물질이 기체 상태가됩니다. 이러한 상호 작용 상호 작용을 반 데르 발스 힘이라고합니다. 결과적으로, 완벽한 기체 방정식은 분자간 힘을 설명하는 성분을 포함하도록 수정 될 수있다. 이 더 복잡한 방정식을 반 데르 발스 상태 방정식이라고합니다.