2007년09월02일 1번
[일반화학] 2기압의 수소 2L와 3기압의 산소 4L를 동일 온도에서 5L의 용기에 넣으면 전체 압력은 몇 기압인가?
- ① 4/5
- ② 8/5
- ③ 12/5
- ④ 16/5
(정답률: 55%)
문제 해설
가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 계산할 수 있다.
먼저, 수소와 산소의 몰 수를 구해보자.
수소의 경우, P=2기압, V=2L, T=일정 온도, R=기체상수이므로,
n(H2) = (P x V) / (R x T) = (2 x 2) / (0.082 x T) = 48.78 / T (단위: mol)
산소의 경우, P=3기압, V=4L, T=일정 온도, R=기체상수이므로,
n(O2) = (P x V) / (R x T) = (3 x 4) / (0.082 x T) = 146.34 / T (단위: mol)
따라서, 전체 몰 수는 n(H2) + n(O2) = 48.78/T + 146.34/T = 195.12/T (단위: mol) 이다.
전체 용기의 부피는 5L 이므로, 전체 몰 수에 대한 전체 압력은 다음과 같다.
P = (n(H2) + n(O2)) x (R x T) / V = (195.12/T) x (0.082 x T) / 5 = 16.136/5 (단위: 기압)
따라서, 정답은 "16/5" 이다.
먼저, 수소와 산소의 몰 수를 구해보자.
수소의 경우, P=2기압, V=2L, T=일정 온도, R=기체상수이므로,
n(H2) = (P x V) / (R x T) = (2 x 2) / (0.082 x T) = 48.78 / T (단위: mol)
산소의 경우, P=3기압, V=4L, T=일정 온도, R=기체상수이므로,
n(O2) = (P x V) / (R x T) = (3 x 4) / (0.082 x T) = 146.34 / T (단위: mol)
따라서, 전체 몰 수는 n(H2) + n(O2) = 48.78/T + 146.34/T = 195.12/T (단위: mol) 이다.
전체 용기의 부피는 5L 이므로, 전체 몰 수에 대한 전체 압력은 다음과 같다.
P = (n(H2) + n(O2)) x (R x T) / V = (195.12/T) x (0.082 x T) / 5 = 16.136/5 (단위: 기압)
따라서, 정답은 "16/5" 이다.
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