2004년04월04일 58번

[가스일반]
수소 1g이 1ℓ 부피와 0℃ 조건에서 나타내는 압력은 약 몇 기압인가?

① 8 기압
② 11 기압
③ 13 기압
④ 15 기압

(정답률: 42%)

문제 해설

이 문제는 이상기체법칙을 이용하여 풀 수 있습니다. 이상기체법칙은 PV=nRT로 표현되며, 이 중에서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

이 문제에서는 수소 1g이 1ℓ 부피와 0℃ 조건에서 나타내는 압력을 구해야 합니다. 이때, 수소의 몰질량은 2g/mol이므로 1g은 0.5몰입니다. 따라서, n=0.5mol입니다.

또한, 0℃는 273K입니다. 따라서, T=273K입니다.

기체상수 R은 0.0821 L·atm/mol·K입니다.

이를 이상기체법칙에 대입하여 압력 P를 구하면 다음과 같습니다.

PV=nRT

P = nRT/V

P = (0.5mol) x (0.0821 L·atm/mol·K) x (273K) / (1L)

P = 11.2 atm

하지만, 이 문제에서는 압력을 기압으로 나타내라고 했으므로, 이 값을 대기압인 1 atm으로 나누어 줍니다.

11.2 atm / 1 atm = 11 기압

따라서, 수소 1g이 1ℓ 부피와 0℃ 조건에서 나타내는 압력은 11 기압입니다.

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