진공의 기초 2. 압력, 변환과 측정 및 분압 그리고 증기압

일반적으로 기체는 용기를 가득 채우고 형태 없이 확장하는 경향이 있으며 어느 방향이나 자유롭게 이동하는 독립적인 입자를 말한다. 이러한 기체는 반응을 잘하는 활성물질과 비활성 물지이 있으며 매우 작지만 각각이 질량을 가지고 있어 중력의 영향을 받으며 이러한 기체가 누르는 힘을 대기압이라 부른다. 이때 압력은 단위면적당 작용하는 힘으로

 

P=F/A 의 공식을 사용한다. A는면적 F는 힘

 

이때 기호는 psia, torr, std atm, pascal 을 사용하며

 

14.7psia=760torr=1 std atm=101,325 pascal 로 1기압을 나타낸다.이외에도 bar 나 mm of mercury등 다른 기호들도 사용하나 torr가 가장 일반적으로 사용되며 pascal을 국제 표준 압력단위로 사용한다. 

 

분압

분압은 앞선 글에서와 같이 산소처럼 여러기체를 포함한 기체를 나타낼때의 압력을 나타내기 위한 단어로 혼합기체의 전체 압력은 혼합물 속 개별 기체압력들의 각가의 합을 모두 더한것과 같다. 이때의 각각의 압력은 분압이라고 한다.

여기서 산소에서 O2는 21%를 차지하므로 산소기체내의(물론 그 산소가 그 산소가아니다-숨쉴때 산소) O2의 분압은 

 

0.21X760=159torr 이다.

 

증기압

물질은 플라즈마를 비롯해서 4가지의 형태를 지니며 보통 고체->액체->기체->플라즈마 식으로 에너지가 높아진다. 이때 고체나 액체에서 기체로 갈때를 증발이라고 하는데 이렇게 만들어진 기체를 '증기'라고 한다. 이러한 증기또한 압력을 가지고 있으며 각각의 물질들에 따라 다르므로 이를 증기압이라 한다. 그렇다면 이 증기압이 무슨의미가 있는가 하면 증기압은 온도에 따라 변화하며 온도가 낮을수록 증기압도 낮아지며 증가할수록 증기압도 증가한다. 즉 온도를 알면 용기내의 물질을 온도를 변화시켜 더 쉽게 방출하여 진공을 만들기 쉬워진다는것이다.