화학적 일. 압력-부피 일. PV-Work

화학적 일. 압력-부피 일. PV-Work

 

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▶ 참고: 제5장 열화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15205 ]

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물리적 일 공식(W = FS)으로부터 화학적 일 공식(W = PV)을 유도하면,

 

 

▶ 화학적 일은 외부 압력(P)에 반하여 기체의 부피(V)가 팽창할 때 하는 일이다.

▶ 화학적 일 = 기체의 팽창 또는 압축과 관련된 일

 

 

[ 참고: w = P•ΔV → w = –P•ΔV https://ywpop.tistory.com/6336 ]

 

 

 

 

PV-work는 계가 팽창하면, 즉 ΔV > 0 이면,

외부에 대해 계가 일을 해준 것이 되며,

이때는 계가 일을 한 것(–w)이 되어,

계의 에너지는 감소한다.

ΔE = q + w 이므로,

---> ΔE < 0

 

 

반대로, 계가 압축되면, 즉 ΔV < 0 이면,

이것은 외부가 계에 대해 일을 해준 것(+w)이 되기 때문에,

계의 에너지는 증가한다.

---> ΔE > 0

 

 

 

 

[예제] 외부 압력이 1 atm으로 일정한 상태에서,

1 mol 기체의 부피가 10 L에서 20 L로 팽창하였다.

이때 기체가 한 일은 몇 J?

 

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w = –P•ΔV = –P•(V_2 – V_1)

= –(1 atm) (20 L – 10 L) = –10 atm•L

 

 

기체상수, R = 8.314 J/mol•K = 0.08206 atm•L/mol•K

⇨ 8.314 J = 0.08206 atm•L

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1988 )

 

 

–10 atm•L × (8.314 J / 0.08206 atm•L) = –1013 J

 

계가 외부에(외부로) 일을 해주었기 때문에, 일의 부호는 음수(–).

 

 

 

 

[참고] 1 atm•L = 101.325 J

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1988 )

 

 

 

[키워드] PV work 기준문서, PV-work 기준문서, 물리적 일 기준문서, 화학적 일 기준문서, PV work dic, PV-work dic, w = pv 기준문서, w = pv dic