이상기체 부피 계산기

계산 입력

기체의 양 (몰수, n)

온도 (K)

압력 (atm)

결과

기체 부피

22.4147

리터 (L)

밀리리터 단위 부피	22,414.69 mL
수식	V = nRT / P
기체상수 R	0.08206 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹

이상기체 부피 계산기란?

이 계산기는 이상기체 상태방정식 \(PV = nRT\)를 부피에 대해 정리한 식, 즉 \(V = nRT / P\)를 이용해 이상기체가 차지하는 부피를 구합니다. 기체의 양(몰수), 절대온도(켈빈), 압력(기압)을 입력하면 부피를 리터와 밀리리터 단위로 알려줍니다. 이상기체처럼 거동하는 모든 기체에 적용되며, 대부분의 일반적인 기체는 적당한 온도와 압력 범위에서 이상기체에 근사하므로 충분히 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

사용 방법

세 가지 값을 입력합니다. 기체의 몰수(\(n\)), 켈빈 단위의 온도(\(T\))(섭씨 온도에는 273.15를 더하세요), 그리고 기압 단위의 압력(\(P\))입니다(\(1\ \text{atm} \approx 101.325\ \text{kPa} \approx 760\ \text{mmHg}\)). 계산기는 몰수 \(n\), 기체상수 \(R = 0.08206\ \text{L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\), 온도 \(T\)를 곱한 뒤 압력 \(P\)로 나누어 부피를 산출합니다.

공식 이해하기

이상기체 상태방정식은 기체의 네 가지 상태량을 하나로 연결합니다. 부피에 대해 정리하면 다음과 같이 됩니다.

$$V = \frac{\text{Moles }(n) \cdot R \cdot \text{Temp }(K)}{\text{Pressure (atm)}}, \quad R = 0.08206$$

기체상수 \(R\)이 \(\text{L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\) 단위로 표현되어 있기 때문에, 온도를 켈빈으로, 압력을 기압으로 입력하면 부피가 곧바로 리터 단위로 나옵니다. 단위를 일관되게 맞추는 것이 무엇보다 중요합니다. 섭씨나 킬로파스칼을 변환 없이 그대로 넣으면 잘못된 값이 나옵니다.

이상 기체 법칙은 압력, 부피, 온도, 기체의 양을 연결합니다 (\(PV = nRT\)).

계산 예시

273.15 K(0 °C), 1 atm에서 기체 1몰의 부피를 구해 봅시다.

$$V = \frac{1 \times 0.08206 \times 273.15}{1} = 22.414\ \text{L}$$

이것이 바로 표준 온도·압력(STP)에서 이상기체가 갖는 익숙한 몰 부피입니다.

부피는 \(nRT\)를 압력 \(P\)로 나누어 구합니다.

자주 묻는 질문

온도는 어떤 단위로 입력하나요? 항상 켈빈(K)을 사용합니다. 섭씨 온도에 273.15를 더하면 됩니다.

실제 기체 데이터와 결과가 조금 다른 이유는 무엇인가요? 실제 기체는 고압이거나 저온일 때 이상기체 거동에서 벗어납니다. 이상기체 상태방정식은 어디까지나 근사이기 때문입니다.

부피를 mL 단위로도 볼 수 있나요? 네. 결과 표에 밀리리터로 환산된 부피가 함께 표시됩니다(\(1\ \text{L} = 1000\ \text{mL}\)).