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이상기체 계산

이상기체 상태방정식 PV=nRT로 압력·부피·몰수·온도 중 하나와 기체 밀도를 계산

이상기체 상태방정식 PV = nRT로 압력, 부피, 몰수, 온도 중 모르는 값 하나를 계산합니다. 몰질량을 넣으면 기체의 질량과 밀도도 함께 구합니다.

값 입력

예: 공기 약 28.97, 이산화탄소 44.01. 비우면 생략합니다.

계산 결과

부피 (구한 값)22.414 L
압력101.325 kPa (1 atm)
몰수1 mol
온도273.15 K (0 °C)
몰부피 (V÷n)22.414 L/mol
이상기체 근사입니다. 압력이 높거나 온도가 낮아 액화에 가까운 기체는 실제 값과 차이가 납니다.
참고용 추정치입니다. 실제 신고·납부 전에는 관계 기관이나 전문가에게 확인하세요.

1계산 방법

  • PV = nRT 에서 R = 8.314462618 J/(mol·K)입니다. 압력을 kPa, 부피를 L로 쓰면 kPa×L = J이라 단위가 그대로 맞습니다.
  • 온도는 °C로 넣으면 273.15를 더해 절대온도(K)로 바꿔 계산합니다.
  • 기체 질량 = 몰수 × 몰질량, 밀도 = 질량 ÷ 부피 입니다.

2결과 읽는 법

  • 0°C, 1기압에서 1mol의 부피는 약 22.414L, 25°C 1기압에서는 약 24.465L입니다.
  • 결과의 몰부피가 이 값들과 크게 다르면 입력 단위를 다시 확인하세요.

3알아두면 좋은 점

  • 기압이 1atm이 아니라 bar로 주어지면 1bar = 100kPa로 바꿔 넣으세요.
  • 같은 기체라도 온도가 오르면 부피가 커집니다. 여름철 밀폐 용기의 압력 상승을 어림할 때도 쓸 수 있습니다.
  • 공기의 평균 몰질량은 약 28.97g/mol로, 공기 밀도를 구할 때 씁니다.

4자주 묻는 질문

표준상태(STP)는 몇 도, 몇 기압인가요?
교과서마다 0°C·1atm 또는 0°C·100kPa 등 정의가 다릅니다. 문제에서 정한 조건을 직접 넣으세요.
실제 기체에도 맞나요?
상온·상압의 공기, 질소, 산소 등은 잘 맞습니다. 고압이거나 끓는점에 가까운 기체는 판데르발스 식 같은 보정이 필요합니다.

5이런 경우가 있었습니다

섭씨를 그대로 넣은 경우

화학과 새내기 노지오 씨는 과제에서 PV=nRT에 온도를 섭씨 그대로 넣었습니다. 25를 넣어 부피가 열 배 넘게 작게 나왔는데도 이상한 줄 모르고 제출했고, 단위 실수로 감점을 받았습니다.

몰부피로 검산한 경우

같은 과 서하랑 씨는 계산 뒤 몰부피가 상온에서 24L 근처인지 꼭 확인합니다. 한 번은 압력을 atm과 kPa로 섞어 넣은 실수를 이 검산으로 바로 잡아냈습니다.

기체 계산에서 온도를 넣을 때, 절대온도로 바꾸었는지 확인하나요?

위 두 이야기는 이해를 돕기 위해 가상으로 구성한 사례입니다. 실제 인물이나 사건과 무관합니다.

근거 · 이상기체 상태방정식(고등학교 화학Ⅰ·물리학Ⅱ 교육과정), 기체상수 R = 8.314462618 J/(mol·K)(CODATA 2018, 2019 SI 재정의), 1 atm = 101.325 kPa

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