이상기체 방정식에서 무게는 어떻게 계산하나요?

이상기체 방정식에서 무게를 계산하는 것은 간단한 과정입니다. 이상기체 방정식은 기체의 상태를 설명하는 데 사용되며 다음과 같습니다.

PV = nRT

여기서:

• P는 압력(파스칼 단위)
• V는 부피(입방미터 단위)
• n은 몰 수(몰 단위)
• R은 기체 상수(8.314 J/molK)
• T는 온도(켈빈 단위)

무게(W)는 기체의 질량을 나타내며 킬로그램(kg) 단위로 측정됩니다. 이상기체 방정식에서는 몰 수(n)와 분자량(M)을 사용하여 무게를 계산할 수 있습니다. 공식은 다음과 같습니다.

W = nM

여기서:

• n은 몰 수(몰 단위)
• M은 분자량(kg/mol 단위)

분자량은 물질의 분자 하나의 질량으로 정의됩니다. 예를 들어, 물(H₂O)의 분자량은 다음과 같이 계산됩니다.

M(H₂O) = 2 × M(H) + M(O)
= 2 × 1.008 g/mol + 16.00 g/mol
= 18.016 g/mol

이제 이상기체 방정식을 사용하여 무게를 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 조건의 기체가 있다고 가정해 봅시다.

• 압력(P): 1 atm
• 부피(V): 10 L
• 온도(T): 25 °C

이 기체의 몰 수를 계산하려면 다음 공식을 사용합니다.

n = PV/RT
= (1 atm) × (10 L) / (0.0821 L·atm/molK) × (25 °C + 273.15 K)
= 0.409 mol

이제 분자량이 44.01 g/mol인 이산화탄소(CO₂)의 무게를 계산할 수 있습니다.

W = nM
= (0.409 mol) × (44.01 g/mol)
= 17.95 g

따라서 이 조건에서 이산화탄소의 무게는 약 17.95g입니다.

#기체 무게#몰 질량#이상 기체