두 개의 1 L 플라스크가 있다. STP 하에서 N2와 CH4

두 개의 1 L 플라스크가 있다. STP 하에서 N2와 CH4

 

 

두 개의 1 L 플라스크가 있다. 한 개에는 STP 하에서 N2를 포함하고 있고, 다른 한 개는 STP 하에서 CH4를 포함하고 있다. 이들 계를 다음에 대하여 비교하시오.

a) 분자들의 수

b) 밀도

c) 평균 운동 에너지

d) 작은 구멍을 통해 새어나가는 분출 속도

 

Suppose you have two 1-L flasks, one containing N2 at STP, the other containing CH4 at STP. How do these systems compare with respect to a) number of molecules, b) density, c) average kinetic energy of the molecules, d) rate of effusion through a pinhole leak?

 

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a) 분자들의 수

STP에서 기체 종류에 상관없이 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L

( 설명 http://ywpop.tistory.com/8321 )

 

부피 ∝ 몰수 ∝ 분자 수 이므로,

분자들의 수는 같다.

 

 

b) 밀도

밀도 = 질량 / 부피 이므로,

몰질량이 더 큰 N2의 밀도가 더 크다.

 

 

c) 평균 운동 에너지

KE(avg) = (3/2)RT

( 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/3564 )

 

같은 온도이므로, 평균 운동 에너지는 같다.

 

 

d) 작은 구멍을 통해 새어나가는 분출 속도

기체의 확산(분출) 속도는 기체 몰질량의 제곱근에 반비례하므로,

( 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/3478 )

 

몰질량이 더 작은 CH4의 분출 속도가 더 크다.