결합 기체 법칙
기체 법칙 문제에서 최종 압력, 부피, 온도를 구합니다. 보이는 공식과 단계별 풀이를 제공합니다.
핵심 공식
(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2
혼합 기체 법칙은 어떻게 사용하나요?
기체의 양이 일정할 때 P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂입니다. °C를 K로 바꾸고(273 또는 273.15를 더함), P와 V의 단위를 일관되게 맞춘 뒤 원하는 값을 구하세요: P₂ = P₁V₁T₂/(T₁V₂), V₂ = P₁V₁T₂/(T₁P₂) 또는 T₂ = P₂V₂T₁/(P₁V₁).
이 도구 정보
기체 법칙 문제에서 최종 압력, 부피, 온도를 구합니다. 이 페이지는 공식, 단위, 단계별 풀이를 보여 주어 각 값을 확인할 수 있습니다.
이 계산기 사용법
- 풀고자 하는 변수를 선택하고 이미 알고 있는 값을 확인하세요.
- 계산하기 전에 모든 입력값을 일관된 단위로 입력하세요.
- 결과를 입력값의 크기와 비교해 물리적으로 타당한지 확인하세요.
- 단계별 풀이를 보고 공식이 어떻게 변형되고 계산되었는지 확인하세요.
풀이 예제
예제 1: 최종 압력 구하기
100 kPa, 2.0 L, 300 K인 기체를 부피 2.0 L(일정)을 유지한 채 360 K로 가열합니다. P₂ = (100)(2.0)(360) / ((300)(2.0)) = 120 kPa. 검산: T가 20% 올랐으므로 P도 20% 올랐습니다.
예제 2: °C를 먼저 변환
초기: 1.0 atm, 5.0 L, 27 °C. 최종: 2.0 atm, 부피 2.5 L에서 T₂ = ?. T₁ = 27 + 273 = 300 K. T₂ = (2.0)(2.5)(300) / ((1.0)(5.0)) = 300 K. 공식에 27 °C를 그대로 쓰면 틀립니다.
예제 3: 최종 부피 구하기
P₁ = 200 kPa, V₁ = 3.0 L, T₁ = 250 K → P₂ = 100 kPa, T₂ = 250 K. V₂ = (200)(3.0)(250) / ((250)(100)) = 6.0 L. 온도가 일정할 때 압력을 절반으로 줄이면 부피는 두 배가 됩니다(보일 법칙).
자주 묻는 질문
혼합 기체 법칙의 공식은 무엇인가요?
기체의 양이 일정할 때 P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂입니다. 이는 보일 법칙, 샤를 법칙, 게이뤼삭 법칙을 두 상태 사이의 하나의 관계로 합친 것입니다. 온도는 반드시 절대 온도(켈빈)여야 합니다.
왜 온도는 켈빈으로 써야 하나요?
기체 법칙은 절대 온도를 사용합니다. 0 °C는 0이 아니라 273 K입니다. P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂에 섭씨를 그대로 두면 비율이 깨지고 터무니없는 답이 나오기 쉽습니다.
기체 법칙에서 °C를 K로 어떻게 바꾸나요?
T(K) = T(°C) + 273(학교에서 흔히 씀) 또는 + 273.15입니다. 대입하기 전에 T₁과 T₂를 모두 변환하세요. 한쪽은 °C, 다른 쪽은 K로 섞어 쓰면 안 됩니다.
언제 이상 기체 법칙을 대신 써야 하나요?
몰수(또는 몰질량을 통한 질량)가 변하거나, 같은 시료의 두 상태를 비교하는 대신 P, V, n, T로부터 하나의 절대 상태를 구해야 할 때는 PV = nRT를 사용하세요.
압력과 부피의 단위는 꼭 SI여야 하나요?
두 상태에서 같은 단위를 쓰기만 하면 됩니다. 양쪽 모두 kPa와 리터를 쓰면 괜찮습니다. 변환 없이 atm과 kPa, 또는 mL과 L을 섞으면 답이 틀어집니다.