수소의 이상기체상수는 얼마인가요?

수소의 이상기체상수는 8.314 J/(mol·K)입니다. 문제에서 제시된 4.1242 x 10⁷ erg/(mol·K)는 수소가 아닌, 모든 이상기체에 적용되는 보편적인 이상기체상수 값을 에르그 단위로 표현한 것입니다. 단위 환산을 통해 두 값이 동일함을 확인할 수 있습니다. 에르그(erg)는 CGS 단위계에서 사용되는 에너지 단위이며, 줄(J)은 MKS 단위계에서 사용되는 에너지 단위입니다. 1 줄은 10⁷ 에르그와 같으므로, 4.1242 x 10⁷ erg/(mol·K)는 8.314 J/(mol·K)와 동일한 값을 나타냅니다.

이상기체상수 R은 이상기체 상태 방정식, PV = nRT 에서 중요한 상수로 등장합니다. 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, T는 절대온도를 나타냅니다. 이 방정식은 이상적인 조건, 즉 기체 분자 사이의 상호작용이 무시되고 분자 자체의 부피가 무시되는 조건에서 성립합니다. 실제 기체는 특히 고압, 저온에서는 이상기체 방정식에서 상당한 편차를 보이지만, 많은 경우 적절한 근사치를 제공합니다.

이상기체상수의 값은 기체의 종류에 무관하게 일정합니다. 이는 아보가드로의 법칙과 관련이 깊습니다. 아보가드로의 법칙에 따르면, 같은 온도와 압력에서 같은 부피의 모든 기체는 같은 수의 분자를 포함합니다. 이 법칙으로부터 모든 기체의 몰당 부피는 동일하다는 결론을 얻을 수 있으며, 이는 이상기체상수가 기체의 종류에 무관하다는 사실을 설명해줍니다.

하지만 이상기체상수의 값은 사용하는 단위계에 따라 다르게 표현될 수 있습니다. 문제에서 제시된 에르그 단위는 상대적으로 오래된 단위계이며, 현재 과학 및 공학 분야에서는 주로 국제단위계(SI)인 줄(J)을 사용합니다. 따라서 8.314 J/(mol·K)가 더 일반적이고 널리 사용되는 값입니다.

이상기체상수는 열역학, 화학공학, 기상학 등 다양한 분야에서 기체의 거동을 이해하고 예측하는 데 필수적인 상수입니다. 예를 들어, 특정 온도와 압력에서 기체의 부피를 계산하거나, 기체의 팽창이나 압축 과정에서 일어나는 에너지 변화를 계산하는 데 사용됩니다. 이상기체상수의 정확한 값을 아는 것은 이러한 계산의 정확성을 보장하는 데 매우 중요하며, 따라서 단위 환산 및 단위계의 선택에 대한 이해는 필수적입니다. 수소는 특별한 경우가 아니고서야 이상기체상수는 다른 기체와 동일하게 적용됩니다. 문제에서 제시된 수소의 이상기체상수 값이 특정 상황을 고려한 값인지, 단순한 오류인지 추가 정보가 필요합니다.