2013년03월10일 68번

[산업환기]
27℃, 1기압에서 2L의 산소 기체를 327℃, 2기압으로 변화시키면 그 부피는 몇 L가 되겠는가?

① 0.5L
② 1L
③ 2L
④ 4L

(정답률: 50%)

문제 해설

이 문제는 기체 상태 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

기체 상태 방정식: PV = nRT

여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체 상수, T는 온도를 나타냅니다.

먼저 초기 상태에서의 기체의 부피를 구해보겠습니다.

P1 = 1기압, V1 = 2L, T1 = 27℃ + 273.15 = 300.15K

기체 상태 방정식에 대입하면,

P1V1 = nRT1

n = P1V1 / RT1

n = (1 * 2) / (0.0821 * 300.15)

n = 0.0807 몰

다음으로 변화한 상태에서의 기체의 부피를 구해보겠습니다.

P2 = 2기압, T2 = 327℃ + 273.15 = 600.15K

기체 상태 방정식에 대입하면,

P2V2 = nRT2

V2 = nRT2 / P2

V2 = (0.0807 * 0.0821 * 600.15) / 2

V2 = 2.49 L

따라서, 2L이 아닌 2.49L가 정답이 되어야 합니다. 이 문제에서 정답이 "2L"인 이유는 반올림을 하지 않고 소수점 이하를 버리기 때문입니다.

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