공기의 평균 분자량, 28.84 g/mol ★

공기의 평균 분자량, 28.84 g/mol

혼합 기체의 평균 분자량 계산

 

 

 

공기는 부피 비로

약 79%의 질소(N2)와 21%의 산소(O2)로 구성되어 있다.

( 미량 기체 성분을 모두 질소에 포함시켰을 때 )

( 예를 들어, 공기 1 L 안에 들어있는 질소의 양은 0.79 L, 산소의 양은 0.21 L )

 

 

이상기체의 경우, 온도와 압력이 일정할 때,

부피(V)는 몰수(n)에 비례한다 (아보가드로의 법칙).

몰수는 개수이고, 개수와 질량은 비례하므로,

즉 몰수와 질량은 비례하므로,

부피 비로 공기의 평균 분자량을 계산할 수 있다.

(0.79×28) + (0.21×32) = 28.84 g/mol

 

또는

28×(79/100) + 32×(21/100) = 28.84 g/mol

 

 

 

 

한편, 공기는 질량 비로

약 76.8%의 질소(N2)와 23.2%의 산소(O2)로 구성되어 있다.

( 예를 들어, 공기 1 kg 안에 들어있는 질소의 양은 0.768 kg, 산소의 양은 0.232 kg )

 

 

질량 비로 공기의 평균 분자량을 계산하면,

(0.768×28) + (0.232×32) = 28.93 g/mol

 

 

 

 

[참고] 질량백분율을 몰분율로 환산 후, 몰분율로 평균 분자량 계산

 

각 성분의 몰수를 계산하면,

76.8 g / (28 g/mol) = 2.743 mol N2

23.2 g / (32 g/mol) = 0.725 mol O2

 

 

각 성분의 몰분율을 계산하면,

N2의 몰분율 = 2.743 / (2.743+0.725) = 0.791

O2의 몰분율 = 0.725 / (2.743+0.725) = 0.209

 

 

몰분율로 공기의 평균 분자량을 계산하면,

(0.791×28) + (0.209×32) = 28.84 g/mol

 

 

 

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[참고] Average molar mass of air = 28.9647 g/mol

 

 

( 자료 출처 https://www.engineeringtoolbox.com/molecular-mass-air-d_679.html )

 

 

 

 

[도표] 공기의 조성

 

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7183 ] 대기의 조성. 공기의 조성

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/10779 ] 공기의 조성 질량 백분율

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11168 ] 80 mol% N2 + 20 mol% O2

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/24579 ] 78.07% N2 + 20.97% O2 + 0.96% Ar

 

[ 관련 글 https://ko.wikipedia.org/wiki/공기 ] 위키백과. 공기

 

[ 관련 글 https://www.me.go.kr/gg/web/index.do?menuId=2269 ] 환경부. 공기

 

 

 

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