[소방학개론] 1. 기본이론 - 기체의 법칙, 기타의 법칙

1. 보일의 법칙 ☆

 

- 일정한 온도에서 기체의 부피는 압력에 반비례한다

 

 

 

2. 샤를의 법칙

 

- 일정한 압력에서 기체의 부피는 절대온도에 비례한다

 

 

3. 보일-샤를의 법칙

- 기체의 부피는 압력에 반비례하고 절대온도에 비례한다

 

4. 아보가드로의 법칙

- 일정한 온도와 압력에서 기체의 부피는 몰수에 비례한다

- 모든 기체는 등온 · 등압일 때 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함한다는 법칙

 

5. 이상기체 상태방정식

 

P = 기체의 압력

V = 기체의 부피

n = 기체 성분의 양

R = 기체상수, 볼츠만상수와 아보가드로 수의 곱

T = 기체의 절대온도 

 

• 세 가지 기체 법칙 즉 기체의 부피가 압력, 온도, 몰수의 변화에 어떤 영향을 받는가를 하나의 식으로 결합시킨 식

• 이상기체 법칙을 사용하면 변수 P, V, T, n 중에서 세 가지 값을 알면 나머지 한 변수의 값을 계산할 수 있음.

• R을 기체 상수(gas constant)라고 하며, 모든 기체에 대해서 동일한 값을 가짐.

 

 

6. 헨리의 법칙

- 일정한 온도에서 일정량의 용매에 녹는 기체의 양은 압력에 비례한다 

 

7. 그레이엄의 법칙 

같은 온도 압력 , 에서 두 기체의 분출속도는 그들 기체의 분자량의 제곱근에 반비례한다

 

8. 기타의 법칙

1) 에너지보존 법칙

- 고립계에서 에너지 형태는 벼할 수 있지만 전체 에너지의 양은 일정하다 

 

2) 질량보존의 법칙 

- 물질의 화학반응에 있어 반응물질들의 질량의 합과 생성물질들의 질량의 합은 같다 

 

3) 베르누이의 법칙 ☆

- 이상유체의 정상 유동에서 유체가 가지는 압력에너지, 속도에너지, 위치에너지의 합은 어느 지점에서나 일정하다 

 

4) 파스칼의 법칙 

- 유체역학에서 폐관 속의 비압축성 유체의 어느 한 부분에 가해진 압력의 변화가 유체의 다른 부분에 그대로 전달된다는 원리

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Q. 0℃, 1기압(atm) 인 밀폐된 지하실에서 화재가 발생하였다. 화재로 인해 화재실의 온도가 400℃로 증가하였다. 화재로 인한 공기와 연기의 평균 분자량은 동일하고 모두 이상기체로 거동하게 될때, 화재로 인한 화재실의 압력은 몇배 증가하는 가? (소수점 둘째자리에서 반올림한다) 

 

풀이 

PV = nRT

부피일정, P ∝ T   

1 : x = 273 : 673 

x = 2.465 => 2.5 

 

답: 2.5 배 

 

 

 

 

 

사진출처:

위키백과

http://physica.gsnu.ac.kr/phtml/thermodynamics/kinetictheory/boylecharles/boylecharles.html