화학 오개념 중 압력과 몰수의 관계

[나...]

가지 달린 삼각 플라스크1에 수소 기체가 들어 있는데, 윗부분은 마개로, 가지 부분은 집게로 밀폐되어 있다. 이 플라스크 내부의 압력은 1 기압이다. 플라스크 안에 10개의 수소 분자가 들어 있으며, 이 분자를 볼 수 있다고 가정한다면, 이 때 상상되는 수소 기체의 분포를 플라스크1에 나타내어라. 또 이 기체 중 일부를 가지 부분에 연결된 펌프로 제거하여 기체의 압력이 0.5 기압이 되었다면, 이 때 상상되는 수소 기체의 분포는 플라스크 2에 나타내어라. (단, 압력이 변할 때, 온도 변화는 없다고 가정한다.)

기체의 성질을 이용하여 위의 그림을 (특히 수소 기체의 분포와 상태를) 설명하시오. 그림만큼 설명도 중요하다.

4. 논의

1) 과학적 개념 설명

기체의 압력이 감소하더라도, 모든 물질은 입자로 되어 있어 플라스크 내에 수소 분자들이 균일하게 분포한다. 수소 분자들 사이에는 빈 공간이 있고, 압력의 변화는 수소 분자의 크기와 모양에 영향을 주지 않는다. 온도 변화가 없기 때문에 수소 분자들의 평균 운동 속도는 일정하다.

2)오개념의 생성 원인

적지 않은 학생들이 압력이 감소하여 기체의 부피가 증가한다고 생각하였는데, 이는 외부 압력에 따른 기체 부피의 변화와 혼동하였다. 또한 기체의 압력에 대한 정의를 잘못 이해하여 압력이 변하기 때문에 분자들의 운동이나 분포가 변한다고 설명하는 학생들도 있었다(노태희, 김창민, 1998).

플라스크안은 내부압의 변화인것이고,, 위에 밑줄친 부분은 외압이 주어졌을때이기 때문에

외압이 주어졌을때처럼 내부압의 변화를 보아서는 안된다...

이런 말인가요?! ^^

[적당히해]

부피의 개념을 잘못이해하여 플라스크의 부피는 변화가 없지만 마치 분자사이의 거리가 멀어져 부피가 증가하는 식으로 오개념을 가진다는 말인것 같습니다. 따라서 질문자께서 이해하신것 처럼 보통 압력과 부피사이의 반비례 관계를 설명할때 처럼 외부압력과 부피변화로만 생각한다는 뜻입니다.