지식/물리학

압력(P), 부피(V), 온도(T)와의 관계

Grara 2025. 5. 26. 23:16

 

이상 기체 법칙 ()

 

$$ PV = nRT $$

  • P: 압력 (기압)
  • V: 부피
  • n: 기체의 몰수 (기체 양)
  • R: 기체 상수 (비례 상수)
  • T: 절대 온도 (섭씨 온도 + 273.15 K)
  1. 부피가 일정할 때 (게이-뤼삭의 법칙):
    • (압력은 절대 온도에 정비례)
    • 즉, 밀폐된 용기에서 기체의 온도를 높이면, 기체 분자들의 운동이 활발해져 용기 벽에 충돌하는 횟수와 충돌 에너지가 증가하여 압력이 높아짐. 반대로 온도를 낮추면 압력은 낮아짐.
  2. 압력이 일정할 때 (샤를의 법칙):
    • (부피는 절대 온도에 정비례)
    • 압력이 일정하게 유지된다면, 온도를 높였을 때 기체의 부피가 팽창하게 됨. (예: 뜨거운 공기 풍선이 위로 뜨는 원리)
  3. 온도가 일정할 때 (보일의 법칙):
    • (압력은 부피에 반비례)
    • 온도가 일정하다면, 부피가 줄어들수록 압력이 증가하고, 부피가 늘어날수록 압력이 감소.

결론적으로, 기압과 온도는 서로 영향을 주고받는 관계이지만, 그 관계는 다른 변수(부피, 기체의 양)가 어떻게 유지되느냐에 따라 달라지는 복합적인 관계임