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과학

압축 인자

압축 인자과학
영문명
Compressibility factor
기호
Z
정의
Z = pV/(nRT)
이상 기체의 값
1
압축 인자는 기체의 압력과 부피 및 온도 사이 관계가 이상 기체의 관계에서 얼마나 벗어나는지 나타내는 무차원 양이다. Z = pV/(nRT)로 정의하며 이상 기체에서는 1이다.

전체 부피와 몰 부피의 식

V가 전체 부피이고 n이 기체의 물질량이면 pV/(nRT)를 계산한다. 몰 부피 Vm = V/n을 쓸 때는 Z = pVm/(RT)다. 전체 부피를 넣는 식과 몰 부피를 넣는 식을 혼용하면 물질량을 잘못 반영하게 된다.

단위와 기준을 맞춘다

압력은 절대 압력, 온도는 절대온도를 사용한다. 기체 상수 R도 압력과 부피의 단위에 맞춰 선택해야 한다. 분자와 분모가 같은 차원을 가지므로 결과 Z에는 단위가 남지 않는다.

같은 조건의 부피 비교

같은 압력과 온도 및 물질량에 대해 이상 기체가 차지할 부피를 Videal이라 하면 Z = V/Videal이다. 가상의 조건에서 이상 기체 부피가 5 L이고 실제 기체 부피가 4.5 L라면 Z는 0.9다. 이때 차이를 나타내는 비와 실제 부피를 구별한다.

하나의 보편 상수는 아니다

실제 기체의 압축 인자는 물질과 온도 및 압력에 따라 달라진다. 특정 조건의 Z를 다른 상태에 그대로 사용해서는 안 된다. 또한 압력 변화에 대한 부피의 민감도를 뜻하는 압축률과도 정의가 다른 양이다.

관련 문서

이상 기체 / 기체 / 압력 / 부피 / 몰 / 켈빈 / 퓨가시티 / 임계점