기체분자의 운동과 압력

요약 기체를 구성하는 분자의 운동을 통해 그 성질을 설명하는 이론.

기체가 나타내는 보일-샤를의 법칙 등 기체의 여러 성질을 기체를 구성하는 분자의 운동을 통하여 설명하는 이론이다. 기체는 서로 흩어져서 다른 방향으로 운동하는 분자들로 구성되어 있다. 기체는 빠르게 확산하고, 용기의 모양과는 관계없이 그 용기에 가득 찬다. 예를 들어 방 한 귀퉁이에서 새어 나온 암모니아의 냄새는 곧바로 그 방을 가득 채운다. 기체는 분자나 원자가 서로 밀집되어 있는 액체나 고체와는 달리 압력을 가하면 쉽게 압축된다. 그러므로 잠수를 하기 위해 한 시간 이상 숨쉬는 데 필요한 공기를 압축시키는 것이 가능한 것이다.

공기가 압축되면 분자들은 좀더 밀집되지만, 액체나 고체에 비하면 먼 거리를 유지한다. 상온(25도)에서 거의 모든 이온물질들은 고체상태로 존재하는 반면에 물질량이 적은 분자 물질들은 대부분 기체나 증발하기 쉬운 액체로 존재한다.

분자물질들은 일정하게 우리의 피부에 부딪치지만 우리는 이를 느끼지 못한다. 그러나 빠른 속도로 고도가 높아지는 경우, 예컨대 자동차를 타고 고개를 오를 때나 고속엘리베이터를 타고 꼭대기 층까지 오를 때 우리는 귀가 울리는 것을 느낄 수 있는데, 그것은 고막 내부와 피부의 압력이 서로 다르기 때문이다. 이와 같은 고막의 울림은 고막 내부의 공기가 밀도가 낮은 고도의 공기로 교환되면 바로 사라진다.