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용기내 압력변화 문의

부피가 100ml인 용기에 물을 각각 50ml와 70ml를 채운 후 밀폐시킨 상태에서 120도까지 온도를 가해줄 경우 내부 압력은 어떻게 변하는지요? 용기내 물의 양이 많을 수록 압력이 올라가나요? 또한 동일한 양의 액체를 넣고 120도로 가열할 경우 내부온도 압력은 용질(물 또는 황산)에 따라 내부 압력이 변하는지요?
  • Internal pressure
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답변 2
  • 답변

    이응신님의 답변

    건공기가 용기의 나머지 부분 (100 ml중 50 ml, 30 ml)에 들어있다고 가정하고, (조금 우스운 가정이나), 상태방정식을 이용하여 120도일 때 압력을 구합니다. 저온,저압 부분이 아니므로 이상기체와 같은 행동을 보이니까 그냥 공식을 이용해 구합니다. pv=RT에서 p=RT/v로 해당 건공기의 기체상수를 넣고 120+273=393K로 계산합니다. 120도가 되었으니까 물은 끓어서 기화가 되지만 포화상태를 넘어설 수 없다고 가정하고 포화수증기압곡선의 120도에서 수증기 부분압을 구합니다. (대부분의 습공기선도는 최대 90도까지, 일반적인 포화수증기압곡선은 99도까지 나오므로 120도는 외삽법이나 근사공식으로 구하면 됩니다) 전체압력은 건공기압력과 수증기의 포화압력을 더하면 됩니다. * 판단기준 1: 수증기의 포화수증기압은 포화상태가 되면 부피와 관계없이 일정한 값을 가진다고 생각할 수 있으므로 비어있는 공간의 부피변화와 상관없겠지요. 건공기는 pv=RT에서 부피가 줄어들면 압력은 증가한다고 봐야 합니다. * 판단기준 2: 황산을 넣었을 때 황산의 끓는점을 보고 120도에서 황산이 포화압을 형성하는가를 봅니다. 그리고 황산의 기체상수를 구해서 압력이 어느 정도 증가하는가를 보면 되나 끓는점이 120도 이하라면 물과 같은 논리가 적용되겠지요.
    건공기가 용기의 나머지 부분 (100 ml중 50 ml, 30 ml)에 들어있다고 가정하고, (조금 우스운 가정이나), 상태방정식을 이용하여 120도일 때 압력을 구합니다. 저온,저압 부분이 아니므로 이상기체와 같은 행동을 보이니까 그냥 공식을 이용해 구합니다. pv=RT에서 p=RT/v로 해당 건공기의 기체상수를 넣고 120+273=393K로 계산합니다. 120도가 되었으니까 물은 끓어서 기화가 되지만 포화상태를 넘어설 수 없다고 가정하고 포화수증기압곡선의 120도에서 수증기 부분압을 구합니다. (대부분의 습공기선도는 최대 90도까지, 일반적인 포화수증기압곡선은 99도까지 나오므로 120도는 외삽법이나 근사공식으로 구하면 됩니다) 전체압력은 건공기압력과 수증기의 포화압력을 더하면 됩니다. * 판단기준 1: 수증기의 포화수증기압은 포화상태가 되면 부피와 관계없이 일정한 값을 가진다고 생각할 수 있으므로 비어있는 공간의 부피변화와 상관없겠지요. 건공기는 pv=RT에서 부피가 줄어들면 압력은 증가한다고 봐야 합니다. * 판단기준 2: 황산을 넣었을 때 황산의 끓는점을 보고 120도에서 황산이 포화압을 형성하는가를 봅니다. 그리고 황산의 기체상수를 구해서 압력이 어느 정도 증가하는가를 보면 되나 끓는점이 120도 이하라면 물과 같은 논리가 적용되겠지요.
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    강광철님의 답변

    부피가 100ml인 용기에 물을 각각 50ml와 70ml를 채운 후 밀폐시킨 상태에서 120도까지 온도를 가해줄 경우 내부 압력은 어떻게 변하는지요? 용기내 물의 양이 많을 수록 압력이 올라가나요? 또한 동일한 양의 액체를 넣고 120도로 가열할 경우 내부온도 압력은 용질(물 또는 황산)에 따라 내부 압력이 변하는지요? 이상기체 법칙을 이용해서 보면 PV=nRT입니다..실제 기체는 보정을 해주어야 갰지만요.. 부피랑 온도는 비례하고 압력과 부피느 반비례 관계가 있으니 잘생각하시면 아실 수 있으리라 판단됩니다. 물의 양도 몰수 가 증가하니 증가 하겠죠.. 답변이 됐는지요?
    부피가 100ml인 용기에 물을 각각 50ml와 70ml를 채운 후 밀폐시킨 상태에서 120도까지 온도를 가해줄 경우 내부 압력은 어떻게 변하는지요? 용기내 물의 양이 많을 수록 압력이 올라가나요? 또한 동일한 양의 액체를 넣고 120도로 가열할 경우 내부온도 압력은 용질(물 또는 황산)에 따라 내부 압력이 변하는지요? 이상기체 법칙을 이용해서 보면 PV=nRT입니다..실제 기체는 보정을 해주어야 갰지만요.. 부피랑 온도는 비례하고 압력과 부피느 반비례 관계가 있으니 잘생각하시면 아실 수 있으리라 판단됩니다. 물의 양도 몰수 가 증가하니 증가 하겠죠.. 답변이 됐는지요?
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