(Temperature and Gas Kinetics) 제11강 온도와 기체 운동론 (Temperature and Gas Kinetics) 온도, 열, 내부에너지 11.1 온도와 열역학 제 영법칙 열역학 제 영법칙 제3의 물체와 각각 열비김(thermal equilibrium: 알짜 열교환이 없음) 상태에 있는 두 물체 A와 B가 열접촉(thermal contact) 상태에 있다 면 A와 B는 열비김 상태에 있게 된다. ↓ 열비김 상태에 있는 두 물체는 같은 온도에 있다. 10장 열물리학
11.2 온도계와 온도 눈금 • 절대온도(켈빈온도) -273.15˚C에서 모든 개스의 압력 = 0 → 0K로 선택 T (켈빈온도)=TC (섭씨온도)+273.15 • 화씨온도 얼음점: 32˚F 수증기점: 212˚F TF (화씨온도) = 9/5TC+32
11.3 고체와 액체의 열팽창(thermal expansion) 예제 11.1 한 통의 물을 가열하기 25˚C인 한 통의 물이 80˚C로 가열되었다. 켈빈 눈금과 화씨 눈금으로 이 온도의 변화는 얼마가 되는가? 11.3 고체와 액체의 열팽창(thermal expansion) 온도 (↑) ⇒ 부피 (↑): 열팽창 • 선형팽창 α: 선형팽창의 평균곁수: (℃)-1 • 면적 & 부피 팽창
n: 몰수, R: 보편기체상수 (=8.31J/mol·K), M: 분자량(g/mol) 예제 11.2 구멍이 더 커질까, 아니면 작아질까? 20˚C 온도의 강철 조각에 단면적이 100㎠인 구멍이 뚫려있다. 만일 이 조각의 온도가 100˚C로 증가한다면, 구멍의 면적은 어떻 게 변화할까? 11.4 이상기체의 거시적 기술 P : 압력 V : 부피 T : 온도 m : 총질량 예제 10.4 이상기체의 상태방정식 PV=nRT; n=m/M n: 몰수, R: 보편기체상수 (=8.31J/mol·K), M: 분자량(g/mol)
예제 11.3 기체 1몰의 부피 1대기압, 0˚C의 산소 1몰의 부피가 22.4L가 됨을 보여라. 예제 11.4 기체통의 압축 순수한 기체 헬륨이 피스톤이 장착된 통에 들어있다. 초기부피, 압력, 온도가 각각 15L, 2.0atm, 300K였다. 부피가 12L, 압력이 3.5atm일때의 온도는?
11.5 아보가드로 수와 이상기체 법칙 예제 11.5 아보가드로 수는 얼마인가? 수소 원자 1몰의 질량은 1.0078×10-3㎏이다. 20세기 초에 수소 원자 한 개의 질량은 대략 1.673×10-27㎏으로 알려졌다. 이 값들을 사용하 여 아보가드로 수를 구하라.
11.6 기체 운동학 이론
• 온도의 분자적인 해석 A●
온도가 20.0˚C인 2.0mol의 헬륨 기체를 담고 있는 헬륨통이 있다. 헬륨이 이상기체처럼 행동한다고 가정하고, 예제 11.6 헬륨 통 온도가 20.0˚C인 2.0mol의 헬륨 기체를 담고 있는 헬륨통이 있다. 헬륨이 이상기체처럼 행동한다고 가정하고, (a) 계의 전체 내부 에너지를 구하라. (b) 분자당 평균 운동 에너지는 얼마인가? 예제 10.10 헬륨 통