두 가스를 압축 할 수 있지만 물과 같은 액체에는 적용되지 않는 이유는 무엇입니까?
댓글
- 물은 압축 될 수 수 있음 에 유의하는 것이 중요하며 ' 그러나 공기보다 훨씬 적습니다. 대량 계수 (대략적으로 부피를 현저히 감소시키는 데 필요한 압력)는 공기보다 10,000 배 더 크지 만 여전히 유한합니다. 따라서 예를 들어 , 수심 4km의 심해에서도 압력이 40MPa 인 경우에도 부피가 1.8 % 감소합니다. 여전히 압축. 질문은 " 얼마나? "입니다.
- @EmilioPisanty : 질문을 변경했습니다.
- 물 은 액체이고 액체는 기체보다 압축성이 적기 때문입니다. 수소 또는 산소를 액화하면 '이 역시 거의 압축 할 수 없음을 알 수 있습니다. 또는 물을 증발 시키면 (훨씬 쉬움) ' 수 소나 산소처럼 압축 할 수 있습니다.
- Meh. 기체와 액체는 다르게 행동하기 때문에 기체와 액체는 다르게 행동합니다. 이것은 물에 들어가는 성분이 물과 다르게 행동하는지 묻는 것과는 별개의 문제입니다 (물론 그렇습니다). 하나의 질문에서 화학적 차이와 위상 차이를 모두 혼합하면 혼란스러워집니다.
답변
두 개의 (비 반응) 원자 사이의 힘은 대략 Lennard-Jones 전위 에 의해 주어지며 이는 다음과 같은 원자 분리에 따라 달라집니다.
(이 이미지는 위에서 링크 한 Wikipedia 기사에서 가져온 것입니다). 다이어그램에서 $ \ sigma $ 매개 변수는 원자의 크기로 생각할 수 있으므로 $ r / \ sigma = 1 $의 $ x $ 축에있는 값은 원자가 접촉하는 지점입니다. 원자가 멀리 떨어져 있으면 아주 약간의 인력이 있지만 원자가 접촉하자마자 강한 반발력이 발생하고 원자를 더 가깝게 밀어 붙이는 것이 매우 어렵습니다.
주의하십시오. 원자는 다소 모호한 물체이고 정확한 크기가 없기 때문에 이것을 너무 반복적으로 취하는 것에 대해 말입니다. 그럼에도 불구하고 원자들이 갑자기 서로를 강하게 밀어 내기 시작하는 원자들 사이에 거리가 있다는 점은 여전히 남아 있습니다.
이제 질문으로 돌아갑니다. 표준 온도와 압력에서 산소와 수소와 같은 거의 이상적인 기체의 경우 1 몰 (즉, $ 6.023 \ times 10 ^ {23} $ 분자)이 약 22.4 리터를 차지합니다. 이것은 분자 사이의 평균 간격이 약 3nm임을 의미합니다. 산소 분자의 크기는 대략 0.3nm (구형이 아님)이므로 분자 사이의 간격은 크기의 약 10 배입니다. 위의 그래프에서 오른쪽으로 약간 벗어난 힘을 의미합니다. 그 사이가 적고 서로 밀기가 매우 쉽습니다. 이것이 가스가 쉽게 압축되는 이유입니다.
이제 물을 고려하십시오. 물 1 몰 (0.018kg)이 약 18ml를 차지하므로 간격이 물 속의 분자 사이는 약 0.3nm입니다. 즉, 서로 접촉하고 있습니다. 이것은 분자가 서로를 단단히 밀어 내기 시작하여 서로를 더 가깝게 밀기 어렵게 만드는 지점입니다. 물은 쉽게 압축되지 않습니다.
(미 반응) 산소와 수소의 혼합물 압축에 대해 질문합니다. 산소를 충분히 압축하면 액화되고 액체 산소 의 밀도는 약 1140kg / m $ ^ 3 $입니다. 이것은 산소 분자 사이의 간격을 약 0.35nm로 만듭니다. 이 간격은 O $ _2 $ 분자의 크기와 거의 같아서 액체 산소를 압축하기 어렵습니다. 액체 수소 에 대해이 계산을 반복 할 수 있습니다. (밀도 약 71kg / m $ ^ 3 $) 매우 유사한 결과를 얻을 수 있습니다. 실제로 H $ _2 $ 분자가 훨씬 더 작기 때문에 액체 수소가 액체 산소와 물보다 더 압축 될 것으로 예상합니다. 그러나 빠른 Google 액체 수소의 부피 계수 값을 찾지 못했습니다.
답변
액체 물의 평균 밀도는 약 1000 $ kg입니다. / m ^ 3 $. 공기의 평균 밀도는 약 $ 1 kg / m ^ 3 $입니다. 따라서 액체 물은 가스보다 약 1000 배 더 밀도가 높습니다. 액체 물을 함께 압축하면 분자력이 매우 강해져 압축되지 않습니다. 그러나 가스의 경우 분자가 너무 멀리 떨어져있어 힘이 훨씬 작습니다 (가스가 압축 될 수없는 주된 이유는 분자의 운동 에너지 때문입니다. 가스).
설명
- 압축 된 수소와 산소의 평균 밀도가 1000 $ kg / m ^ 3 $ 정도입니까?
- $ 1kg / m ^ 3 $와 같은 것인지 물어보고 싶으신 것 같습니다.공기는 이러한 입자로 구성되며 동일한 위상입니다. 공기와 압축 공기의 밀도는 ' 약 10 배 이상 떨어지면 안됩니다.
- 실제로 산소와 수소를 혼합하면 압축하면 물과 같은 밀도가 될까요?
- @QuoraFea : 왜 똑같을 것으로 기대하나요?
- 충분히 압축 할 수있는 경우에만 강제로 상 변화를 겪습니다.
답변
개별 가스 입자가 상호 작용하지 마십시오. 분자 사이에는 충분한 공간이 있습니다. 따라서 대부분의 시간을 서로 부딪치지 않고 직선으로 이동하는 데 소비합니다. 즉, 입자 사이에는 많은 공간이 있습니다. “가스가 압축 가능하다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
가스를 충분히 압축하면 (그리고 온도를 낮추면) 결국 입자가 서로를 끌어 당기기 시작할 정도로 가까이 다가와 가스가 회전합니다. 액체로. 단순히 입자 사이에 공간이 많지 않기 때문에 액체를 압축 할 수 없습니다.
요약
가스 : 입자 사이에 많은 공간-> 압축 가능
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액체 : 입자 사이의 매우 작은 공간-> 압축 불가능