2014년09월20일 8번
[일반화학] 1기압의 수소 2L 와 3기압의 산소 2L 를 동일 온도에서 5L 의 용기에 넣으면 전체 압력은 몇 기압이 되는가?
- ① 4/5
- ② 8/5
- ③ 12/5
- ④ 16/5
(정답률: 77%)
문제 해설
가스의 압력은 분자의 충돌로 인한 운동 에너지에 의해 결정된다. 따라서, 가스 분자의 수가 많을수록 압력이 높아진다. 이 문제에서는 수소와 산소의 분자 수가 같으므로, 전체 압력은 각 가스의 압력의 합과 같다.
수소의 압력은 PV = nRT에서 P = nRT/V로 구할 수 있다. 따라서, 1기압의 수소 2L의 압력은 P = (1 mol / 22.4 L) * (0.0821 L atm / mol K) * T / 2 L = 0.0367T 기압이다.
산소의 압력도 같은 방법으로 구할 수 있다. 3기압의 산소 2L의 압력은 P = (3 mol / 22.4 L) * (0.0821 L atm / mol K) * T / 2 L = 0.1102T 기압이다.
따라서, 전체 압력은 0.0367T + 0.1102T = 0.1469T 기압이다. 이를 기압으로 환산하면 8/5 기압이 된다.
수소의 압력은 PV = nRT에서 P = nRT/V로 구할 수 있다. 따라서, 1기압의 수소 2L의 압력은 P = (1 mol / 22.4 L) * (0.0821 L atm / mol K) * T / 2 L = 0.0367T 기압이다.
산소의 압력도 같은 방법으로 구할 수 있다. 3기압의 산소 2L의 압력은 P = (3 mol / 22.4 L) * (0.0821 L atm / mol K) * T / 2 L = 0.1102T 기압이다.
따라서, 전체 압력은 0.0367T + 0.1102T = 0.1469T 기압이다. 이를 기압으로 환산하면 8/5 기압이 된다.
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