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작은 세계와 큰 세계를 잇는 다리, 볼츠만 상수 KB

출판일 : 2015년 7월
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공기가 든 주사기의 한쪽 끝을 손가락으로 막고 피스톤을 밀어주면 공기가 새어나오지 않아도 주사기 속 공기의 부피(V)가 줄어든다. 이처럼 기체의 부피는 압력(P)이 커지면 줄어든다. 바로 보일의 법칙(P∝1/V)이다. 공기주머니에 불을 지피면, 온도(T)가 올라갈수록 부피도 늘어난다. 샤를의 법칙(V∝T) 이다. 두 법칙을 함께 적으면 PV=aT(a는 비례상수)라는 식이 나온다. 기체의 양이 많아지면 당연히 부피도 늘어나, 식의 왼쪽값이 커진다. 등식이 성립하려면 식의 오른쪽 값도 커져야 한다. 온도는 물질의 양에 무관하다. 사람의 몸무게가 두 배가 된다고 해서 체온이 두배가 되지는 않는다. 즉 비례상수가 기체의 양에 비례해 늘어나야 한다. 물리학자는 a를 nR로 쓰고, 공식은 PV=nRT 로 적는다. 이를 ‘이상기체의 상태방정식’이라 부른다. 여기서 R은 기체상수이고 n은 기체의 양을 나타내는 단위인 몰(mol)이다. 몰은 물질.....(계속)
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