이상적 거동으로부터의 편차

기체는 분자들이 멀리 떨어져 있어 분자 간 인력과 반발력이 거의 없기 때문에 저압과 고온에서 거의 이상적으로 행동합니다. 이 조건에서 기체는 vM = RT라는 방정식을 매우 잘 따릅니다. 여기서 V_m은 기체의 몰 부피입니다.

그러나 실제 기체는 고압과 저온에서 이상에서 벗어나기 때문에 반데르발스 방정식을 따릅니다. 이 과정에서 분자 간 힘과 분자가 차지하는 부피가 중요해지기 때문입니다.

기체가 이상적인 거동에서 벗어나는 이 정도를 정량화하기 위해, 압축 계수 Z는 동일한 조건에서 실제 기체의 몰 부피와 이상기체의 몰 부피의 비율로 정의됩니다.

이상적인 기체의 경우, Z 는 모든 압력에서 1과 같습니다. 실제 기체의 경우, Z 는 매우 낮은 압력에서는 1에 근사되고, 고압에서는 1보다 더 높으며, 대부분의 기체에서는 중간 압력에서 Z 가 1보다 작습니다.

비리얼 상태 방정식은 압력 변수에 대한 항을 추가하여 이상 기체 법칙을 정교하게 만듭니다.

이 방법은 Z 계수와 온도 의존 비리얼 계수를 사용하여 이상적인 기체 거동에서의 편차를 측정합니다.