아보가도르의 농업이야기

Avogadro-과학농업

몰(Mole)의 뜻: 원자, 분자, 이온,전자 등의 입자 6.02 ×1023 개의 모임1몰의 질량

= 화학식량에 g단위를 붙인값= 입자 6.02 ×1023개의 실제 질량

. 모든 기체는 0℃,1기압에서 22.4L의 부피 속에 6.02 ×1023개의 분자 존재

0℃, 1atm에서 모든 기체 1몰의 부피는 22.4L

원자 1몰 =6.02 ×1023개 원자 = 원자량 g 분자 1몰 =6.02 ×1023개 분자 = 분자량 g

아메데오 아보가드로 (Amedeo Avogadro;1776~1856)

아보가드로는 이탈리아의 토리노에서 태어나, 생애의 대부분을 그곳에서 보냈다. 대학에서는 법학을 공부하고 교회법에 관한 논문으로 학위를 따서 변호사가 되었다. 그러나 1800년경부터 그는 수학과 물리학에 흥미를 갖기 시작하여,1803년에는 전기에 관한 논문을 토리노대학의 수리물리학 교수가 되었다. 그 사이의 1811년에 '물질의 기초 입자의 상대적 질량 및 이들의 화합비율을 결정하는 한 방법'이라는 논문을 발표하였다. 이것은 곧 뒤에서 설명하게 될 '아보가드로의 가설' 또는'아보가드로의 법칙'을 주장한 논문인데, 기체가 원자가 아닌 분자로 되어있다고 주장한 것으로 분자의 존재를 처음으로 분명히 나타낸 논문이라고 할 수 있다. 그는 먼저 1787년에 프랑스의 물리학자 샤를이 발견한 기체에 대한 '샤를의 법칙'에 주목하였다. 아보가드로가 1811년에 발표한 논문을 처음에 믿지 않았던 사람들은 이것을 '아보가드로의 가설'이라 불렀다. 그러나 게이 뤼삭이 발견한 '기체반응의 법칙'에 의해 이 가설이 옳다는 것이 확이됨으로서 가설은 법칙으로 바뀌게 되었다. 이처럼 중요한 논문이었음에도 불구하고 그 중요성을 깨닭은 사람이 없었다. 1820년에 아보가드로가 교수가 된 토리노대학의 수리물리학 강좌는 1822년말에 정치적인 이유로 폐쇄되었다. 정치와는 관계가 없는 온건한 인품의 아보가드로는 적은 액수의 연금을 받고 퇴직한 후 변호사일을 계속하면서 과학의 연구를 하였다. 약 10년후에 정치적 사정이 다시 바뀌어 토리노대학의 수리물리학 강좌가 재개되자 그는 교수직에 복귀되었다. 그 이후 1850년에 퇴직할 때까지 그는 이곳에서 연구와 교육에 전념하였다. 한편으로는 기상 관측, 도량형의 제정이나 통계처리 등의 공무까지도 하였다. 카니차로 덕택으로 마침내 자신의 업적을 인정받게 되는 1860년 보다 4년이나 앞선 1856년에 그는 자신의 업적에 대한 아무런 대가도 받지 못하고 이 세상을 떠났다.

아보가드로의 법칙이라 하면  “ 모든 기체는 1몰에 해당하는 부피가 22.4L다.”(단 ,0℃, 1기압일 때)

즉 온도,압력,부피가 일정하다고 하면 그 속에 들어있는 분자 수(분자를 세는 단위인 : 몰 수)가 같다는 것이다.

기압이란 무엇입니까?
기압이란 대기의 압력을 말하며, 유체 내의 어떤 점의 압력은 모든 방향으로 균일하게 미치지만, 어떤 점의 기압이란 그 점을 중심으로 한 단위면적 위에서 연직으로 취한 공기 기둥 안의 공기 무게를 말합니다. 기압의 단위는 종래에는 mb(밀리바)로 나타내었으나, 요즘은 hPa(헥토파스칼)을 사용하고 있습니다.

1기압(atm)은 1013.2hPa로서 수은주 높이가 76cm인 것을 말하며 이탈리아의 토리첼리에 의해 최초로 발견되었습니다. 기압계에는 수은기압계, 자기기압계, 아네로이드기압계 등이 있습니다. 어떤 지점에서 관측된 기압을 현지기압(관측소기압)이라 하며, 기압은 높이에 따라 변하기 때문에 각 지역의 기압을 비교하는 데에는 관측된 현지기압을 그 지점의 평균 해면상의 값으로 환산하는 것이 필요하며 그와 같이 환산하는 것을 해면갱정이라 합니다. 따라서, 현지기압에 해면갱정을 한 값을 해면기압이라고 합니다.

1기압(氣壓, atm) = 1,013.25hPa = 1,013.25mb = 760mm-Hg = 76cm-Hg = 29.92in-Hg

대기압(大氣壓)은 공기의 무게 때문에 생기는 지구 대기의 압력이다. 또한 어느 일정한 기준이 정해진 것이 아니고 주위보다 상대적으로 높은 곳을 의미한다.

대기는 대략 1입방 센티미터의 단면적을 가진 높이 약 760 mm의 수은의 무게와 동일한 압력을 유리관 속의 수은면에 주고 있다는 것을 알 수 있다. 이후, 이 실험을 통해서 얻어진 760 mm의 수은 (Hg) 기둥의 높이를 1 기압의 표준으로 삼았다. 참고로, 수은의 비중은 13.6 정도 이므로, 1의 비중을 가진 물에 비교한다면 760 mm의 수은의 무게가 주는 압력은 10여 미터 정도의 물기둥의 무게가 주는 압력과 동일하다. 이것은 우리가 일상적으로 받는 1 기압의 압력은 10 m 정도의 물기둥을 어깨에 이고 있는 상태에서 받는 압력과 매우 비슷하다는 뜻이다. (만약 우리가 해수면 기준으로 수중 10 m의 물 속에 들어간다면 대기중의 1 기압과 10 m 물 속의 수중 압력 (1 기압 가량이다)이 합쳐져서 약 2 기압의 압력을 받게 된다)

기압이 높아지면 이 수은주는 밀려 올라가므로 높아지고, 기압이 낮아지면 수은주는 내려간다. 그러므로 이 수은주의 높이를 재서 기압을 측정한다.

1 기압 = (1 atm) = 760 mmHg

여기서 1 mmHg는 1 토르 (Torr)라고도 하는데, 이것은 토리첼리의 이름을 따서 만든 단위이다.

1 기압 = (1 atm) = 760 mmHg = 760 Torr

 Blaise Pascal ( 1623 - 1662 )

초기에 대기압의 연구를 한 사람으로는 토리첼리와 블레즈 파스칼이 유명하며, 유체 및 기체의 힘과 압력의 상관 관계를 연구한 파스칼의 이름을 따서 만든 Pa (파스칼)도 대기압 측정에 쓰이는 중요 단위이다. 1 파스칼은 1 ㎡의 면적에 1 N(뉴턴)의 힘을 받을 때의 압력의 단위이다. 하지만 Pa (파스칼)은 그 단위 크기가 너무 작기 때문에 대기 기상 연구에서는 그 100배 단위인 hPa (헥토파스칼)이 쓰인다. 그러므로, 기압의 단위로는 초기에는 ㎜Hg 단위와 Torr가 쓰였으나, 1946년 이후 통일된 기압의 단위로서 밀리바 (mb)를, 그리고 현재에는 hPa을 주로 쓰고 있다. (1 mb는 1 바 (bar)의 1,000분의 1로서 1㎡의 넓이에 100 뉴턴(N)의 힘이 가해질 때의 적용되는 압력을 말하며, 1 헥토파스칼과 같다.)

1 hPa = 1 mb＝1/1000 bar＝100 N/㎡＝0.75 mmHg

1기압 = 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 1013.25 hPa

1,000 hPa = 750.06 mmHg