(a) 식의유도, 187 RT, nrt RT a nrt n -, - a - b - nb ' nrt - nb 부피의존성 ( 분자부피보정 ) 압력의존성 ( 분자간인력보정 ) æ nrt ö ç - è - nb coection ø ext 인력 an de Waals 인력 nrt æ n ö - a ç - nb è ø COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
RT a nrt n -, - a - b - nb Øthe van de Waals 상수 b를예측하는방법 Radius 4 p olecule 두개입자의배제부피 : 입자 1 개당배제부피 : b» 4 olecule N A 4p () 1 4p () o o 8 분자간인력의크기반발작용의크기 olecule 4 olecule
보기 1.4 500 K 와 100 at 에서 CO 의몰부피를 vdw 식을이용하여계산하여라. 이상기체를이용하여계산하라. 이결과압축인자는어떻게예측할수있는가? RT a - b - f(t, ) æ RT ö æ a ö ab - ç b + + ç - è ø è ø - 0.45 + (.61 10 ) - (1.55 10 ) 0 - - 0 Z x 0.66d ol - 1 RT o RT -1 0.410 d ol 0.66 0.89 이상태에서 CO 분자는인력이지배. o 0.410 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
(b) 식의특징 RT a - - b an de Waals loops Maxwell 작도법 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
(b) 식의특징 RT a - - b 1. 높은온도, 큰부피조건에서이상기체등온곡선이된다. (liiting law) RT a RT RT -»» b High T b - - Lage. 응집효과와분산효과가균형을이룰때액체와기체가공존한다. Maxwell constuction. 임계상수들은 vdw 상수와관계된다. 4. 보일온도는 vdw 상수와관계되며, 임계온도와관련된다. COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
. 임계상수들은 vdw 상수와관계된다. æ d ö RT a ç - + 0 è d ( - b) øt C æ d ö RT 6a ç - è d ( - b) 4 øt C RT a - - b 임계점은임계온도의등온곡선에서변곡점에해당. a 8a c b c T c 7b 7Rb Zc RT 0 c c c 8 WHY diffeent?
연습 1.19(a) CH 4 의임계상수는 c 45.6 at, T c 190.6K, c 98.7 c ol -1 이다. 이기체의 van de Waals 상수를계산하고, 분자반지름을예측하시오. a b T c c c 7b 7 8a Rb T c 8a 146K 190.6 K 7Rb c b a 7b c c c 4 p olecule b» 4 olecule N A b b.9 c ol -1 a 1. d 6 at ol - 모순이있다? æ 4p ö 4 ç N A Þ 0. 059n è ø COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
4. 보일온도는 vdw 상수와관계되며, 임계온도와관련된다. RT a - - b æ Z ö li ç 0 p 0 è ø T B(T) dz/d à 0 증명 : RT é a ù RT é 1 a ù ê - ú ê - ú ë - b RT û ë1 - b / RT û RT é æ a ö 1 æ b ö ù ê1 + ç b - + ç + Lú ê è RT ø ë è ø úû a B( T ) b - 0 RT T B T B a br 7 T 8 C 만약 b/ <1이면, 1 1 x x 1- x + + +L T c 8a 7Rb COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED. 강의교재가맞습니다.
(c) 대응상태의원리 (inciple of Coesponding State) 대응상태의법칙이란다양성의일치라고할수있다. 즉, 물질에따라다른물리량도환산계수로나타내면 같은방정식을만족하게된다. 1) 임계상수는각기체의고유한성질이다 : T c, c, c ) 환산변수 : T T/T c, / c, / c RT a - b 8T p - - -1 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
(c) 대응상태의원리 (inciple of Coesponding State) RT a - - b a b T c c c 7b 7 8a Rb 유도 : RT T a - c c c - b c a 8aT a - b b b b b 7 7 ( - ) 9 o p 8T - -1
(c) 대응상태의원리 연습 1.1(a) 1.0 ol 의 (a)nh, (b)xe, (c)he 이 5 o C 와 1.0 at 하에있는 1.0 ol 의 H 와대응되는상태에있으려면압력과온도가얼마야되겠는가? T c (K) c (a) H. 1.8 NH 405.5 111. Xe 89.75 58.0 He 5.1.6 환산변수 :, T c 각기체들은 T 8.97 T c, 0.078 c 에해당하는상태에있을것이다. T T c COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
Ideal gas nrt iial appoach Real gas nrt na - nb - 유한한크기의분자 à 강체모델 (Had sphee odel) 중성분자사이의인력 àan de Waals inteaction 응축의가능성제시 à 저온물리학을선도 (K. Onnes: 초유체, 초전도체 ) The Continuity of hase (Liquid Gas) à 차상전이의존재증명 (Landau 형이상학이론 ) 대응상태원리 à 상전이의평균장이론제시 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
Epiical gas laws p kin eff RT Redlich-Kwong equation, Beattie-Bidgan equation, eng-robinson equation, p RT a - - b T ( + b) COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
종합적인유도, 설명문제 연습 1. 압축인자가온도와압력에따라어떻게변하는지를설명하고, 이실험결과가실제기체의분자간상호작용에관한정보를어떻게나타내는지설명하시오. 온도영역 Low Mid High T < T B T T B T > T B T B > T c
종합적인유도, 설명문제 연습 1. 임계상태 (citical state) 의의의를설명하시오. 연습 1.6 vdw 식으로임계성질을어떻게설명할수있는가? 임계상태 : 액체와기체상의구분이없어지는상태, 고체 SCF 액체 기체 T 임계점 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
종합적인유도, 설명문제 문제 1.14 vdw 식을이용하면 Z<1 과 Z>1 인결과들이나옴을보이고, 또이러한값이나오는조건을밝혀라. ( 앞의 Boyle tep. 유도문제와유사하다 ) Z < 1 일조건은? 크기효과가주효할때 인력이주효할때, 열에너지가인력을방해하지않을때 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
종합적인유도, 설명문제 연습 1.5 Bethelot 식은 vdw 식과유사한형태를갖고있다. 임계성질을구하고, vdw 식과의유사점과차이점을논하시오. COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.
요약 COYRIGHTS@UNIWISE AND ARK SUNG-HOON. ALL RIGHTS RESERED.