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1. 분자 수준의 기체
기체는 분자 수준에서 독특한 성질을 지닌 물질이다. 기체 분자는 서로 멀리 떨어져 있어 강한 상호작용이 없다. 이로 인해 기체는 부피를 차지하는데, 이는 기체가 담긴 용기의 형태에 따라 변화할 수 있다는 것을 의미한다. 기체의 분자들은 빠르게 이동하며 반복적으로 충돌하며, 이 과정에서 에너지를 주고받는다. 기체 분자의 속도는 온도에 크게 영향을 받는다. 온도가 높아질수록 기체 분자의 운동에너지가 증가하고, 그 결과 분자의 평균 속도가 빨라진다. 절대온도에서 기체의 평균 운동에너지는 3/2 kT로 표현될 수 있는데, 여기서 k는 볼츠만 상수, T는 절대온도이다. 따라서 기체의 온도는 그 구성 분자들의 운동 상태와 밀접하게 연관되어 있다. 기체는 기본적으로 압축 가능하다. 이는 분자들 사이의 공간이 넓기 때문에 외부 압력이 가해지면 기체의 부피가 줄어들 수 있다는 것을 의미한다. 기체가 압축되면 분자들은 서로 더욱 가깝게 되며, 이때 분자 간의 상호작용이 나타나기 시작한다. 일반적으로는 고체와 액체에 비해 기체는 압축성이 크고, 이는 기체의 유동성을 증가시키는 요인 중 하나이다. 이론적으로 기체의 성질은 분자…