이상 기체: 화학에서의 정의
이상 기체: 입자가 공간을 차지하지 않고 서로 끌어당기지도 밀어내지도 않는 가상의 기체로, 이상 기체 법칙 PV = nRT를 정확히 따릅니다.
이상 기체 법칙에서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, T는 켈빈 단위의 온도, R은 기체 상수로 8.314 J/(mol·K)입니다. 실제 기체는 입자 사이가 멀고 빠르게 움직이는 낮은 압력과 높은 온도에서 거의 이상적으로 행동합니다. 높은 압력이나 낮은 온도에서는 입자의 크기와 인력이 영향을 미치기 시작해 이상 기체에서 벗어나며, 이것이 실제 기체가 응축되어 액체가 될 수 있는 이유이기도 합니다.
예시
- 0 °C, 1 atm에서 기체 1몰은 약 22.4 L를 차지함
- 압력이 일정할 때 켈빈 온도를 두 배로 하면 부피도 두 배가 됨
- 온도가 일정할 때 부피를 절반으로 줄이면 압력이 두 배가 됨
- 주행 후 안의 공기가 따뜻해지면서 자동차 타이어 압력이 올라감
주기율표에서
18족 맨 위에 있는 헬륨은 아주 작은 원자들이 서로 거의 끌어당기지 않아 이상 기체에 가장 가깝게 행동합니다.