1. [열역학] 물질의 상태 방정식
ㅇ 주로, 이상기체의 상태 관계 식을 말함 ☞ 보일-샤를의 법칙 참조
ㅇ 열역학적 상태인 `압력`,`온도`,`부피(밀도)` 간의 상호 관계를 나타내는 관계식
2. 이상기체 법칙 (이상기체 상태방정식)
ㅇ p V = n Ru T
= N kB T
- p : 절대 압력 [Pa]
- V : 부피 [㎥]
- n : 몰수 [mol]
- Ru = 8.314 [J/K mol] : 보편기체상수 (기체의 화학적 종류에 무관)
- T : 절대 온도 [K]
- N : 입자 수
- kB = R/NA = 1.38x10-23 [J/K] : 볼츠만상수
* 위 식은,
. 기체(비록, 압축성 유체이나, 음속 이하에서는 비 압축성 유체로 간주) 뿐 만 아니라,
. 심지어 액체(비 압축성 유체), 고체에서도 어느정도 유용함
3. 이상기체 법칙으로부터, 특정 물리량을 계산하는 例
ㅇ 이상기체의 압력을 계산하는 간편식 例
- p = (n Ru T) / V = (n M / V) (Ru / M) T = ρ R T
= (n / V) Ru T = C Ru T
. ρ = n M / V
.. ρ: 질량 밀도, n: 몰수, M: 몰 질량, V: 부피
. C = (n / V) : 몰농도 (기체의 단위 체적 당 몰 수)
. R = Ru / M
.. R: 기체 종 마다 달라지는 기체상수, Ru: 보편 기체상수, M: 몰 질량
* 위 식은, 이상기체의 밀도가 변하면, 이상기체의 압력도 변하게됨을 의미
. 즉, 함수 관계 p = f(ρ) 또는 ρ = f(p)