[화학조교의 A+화학실험 결과 레포트] 기체 상수의 결정

기체상수 [氣體常數, gas constant] 이상기체 1몰의 상태방정식은 압력을 P, 부피를 V, 절대온도를 T라 할 때 PV=nRT로 표시되는데, 이때의 R값을 말한다. 기체상수를 1몰의 입자수로 나누면 볼츠만상수가 된다. 여기서 V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온(等溫)·등압하에서 그 종류에 관계없이 항상 일정한 값(0 ℃, 1atm에서는 22.4ℓ)을 가진다. 따라서 이상기체 1 mol을 취하면 R의 값은 R=(8.31696±0.00034)×107 erg/mol·K =(8.20544±0.00034)×10-2ℓ·atm/mol·K=(82.0567±0.0034)㎤·atm/mol·K 가 된다. 기체상수를 아보가드로수(數)로 나눈 것은 기체분자 1개당의 기체상수로서, 볼츠만상수가 된다.
여러 종류의 기체(수소, 산소, 메탄 등) 1몰을 같은 부피의 용기에 넣어 온도를 같게 하고 압력을 측정해보면 정확하게 같지는 않지만 거의 같다는 것이 실험적으로 발견된다. 용기 속에 있는 기체의 밀도를 점점 낮춰 가며 측정해보면 측정한 압력의 작은 차이들이 점점 줄어든다. 계속 용기 속 기체밀도를 낮추면 충분히 낮은 밀도에서 모든 기체가 이상기체 법칙을 따르게 된다. 그리고 충분히 낮은 밀도에서 단일 기체뿐만 아니라 혼합기체에서도 이상…(생략)