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기체분자 운동론 2)
james 14-04-17 17:59 1,987 hit
기체분자 운동론 2)
 
온도와 압력에 더하여 기체의 행동 역시 부피에 관련이 있고, 기체로 가득 찬 풍선을 가지고 있을 때 풍선을 꽉 조이면 풍선의 부피는 감소하고, 부피가 감소하면서 기체 분자들은 서로 가까워지며, 분자들이 더 가까워 질수록 분자들끼리, 그리고 분자들이 벽에 부딪히는 횟수가 더 늘어나게 되고, 결과적으로 충돌의 빈도가 증가됨으로 더 많은 압력이 가해지게 되며, 이와 반대로 풍선을 늘리면 풍선의 부피는 증가 하나(기체 분자 수는 같고) 이 추가적인 공간은 분자들이 덜 충돌하게 된다는 이야기가 되고 그래서 압력은 감소하게 됩니다. 이 속도와 질량의 상호 관계는 온도, 부피 그리고 압력의 변화에 모든 기체들이 똑같이 행동하도록 만들고, 이 말은 어떤 기체인가에 상관없이 기본적인 기체 법칙들은 모두 일정한 양상을 보인다는 말입니다.
 
모든 기체들이 압력/부피 관계, 압력의 변화와 온도 변화에 있어서 동일한 특성을 가진다는 원칙은 이상기체 법칙(ideal gas law)이라고 하며, 이 법칙은 모든 기체들이 동일한 이상기체법칙에 따라서 행동한다고 하며, 실제로 분자의 형태 등 각각의 특성이 다르기 때문에 완전히 그렇지는 않고, 예를 들어 어떤 기체는 압력이 증가할 때 압축되어야 할 만큼(이상기체법칙에 따라) 압축되지 않으며, 그러므로 물리학자들은 기체 분자의 차이에 근거하여 각각의 다양성을 고려한 실제기체법칙(real gas law)을 적용합니다. 실제기체법칙은 이상기체법칙보다 더욱 정확하지만 수학적으로는 더욱 복잡하며, 다행히도 이상기체법칙은 다이빙의 범위 내에서 충분히 정확하다고 볼 수 있고, 실제 기체 특성들로 인한 기체들 사이의 다양성은 테크니컬 다이버로서 100미터 이하로 하강하는 경우라 하더라도 그 온도와 압력 안에서는 문제가 되지 않습니다.
 
다이빙 적용에 있어서 오직 한가지 이상기체와 실제기체의 차이를 경험할 수 있는 것은 엔리치드 에어 나이트록스와 트라이믹스(텍 다이빙에 사용하는 산소, 헬륨, 그리고 질소믹스)를 블렌딩할 때의 실린더 압력으로, 그렇다 하더라도 대부분의 가스 블렌더들은 가스블렌딩에서 아주 작은 차이점은 무시할 수 있을 정도이기 때문에 여전히 이상기체법칙을 사용하게 됩니다.
 
 
참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
스쿠바몰(그린피스) 코스디렉터 강 정훈
 
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