돌턴의 기체에 대한 '부분 압력의 법칙'이란?

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기체에 대한 돌턴(Dalton)의 '부분 압력의 법칙’

 

 

고무풍선 속에 공기를 집어넣으면, 기체의 압력 때문에 풍선은 팽팽하게 부풀어 오른다. 만일 팽팽한 풍선을 냉장고에 넣어둔다면 풍선의 크기는 작아진다. 그렇다고 풍선 안에 든 기체의 질량이 줄어든 것은 아니다. 다만 풍선 속 기체 분자들의 운동 속도가 줄어들어 압력이 낮아졌을 뿐이다. 증기기관이나 보일러의 뜨거운 수증기가 높은 압력을 가진 것은 고온이기 때문이다.

 

영국의 돌턴(John Dalton 1766-1844)은 시골에서 태어난 아마추어 과학자였다. 특히 그는 기상현상에 대해 매우 관심이 많았다. 그는 죽기 전까지 57여 년 동안 기상관측을 약 20,000번이나 하여 그 기록을 남기고 있었다. 돌턴은 기상에 대해 연구하는 동안 기체의 성질에 대해 많은 지식을 갖게 되었다.

 

공기는 질소와 산소, 이산화탄소, 수소 등 여러 종류의 기체가 혼합된 것이다. 온도가 같은 조건이라면, 기체들은 종류에 따라 각기 다른 압력을 갖는다. 돌턴은 그의 이름을 따서 ‘돌턴의 부분 압력의 법칙’(Dalton's Law of Partial Pressures)이라 불리는 기체의 성질에 대한 중요한 발견을 했다.

 

“혼합된 기체의 전체 압력은 각 성분의 기체가 독자적으로 있을 때의 압력인 부분 압력의 합과 같다.”

 

돌턴은 20대 중반에 맨체스터에서 교사가 되었고, 이후 일생동안 과학 연구를 했다. 색맹이었던 그는 색맹에 대해 깊이 연구한 최초의 사람이기도 하다. 그래서 흔히 색맹을 돌터니즘(Daltonism)이라 부르기도 한다. 영국의 화학자이자 기상학자였던 그는 기체의 부분 압력의 법칙 외에 현대의 '원자설'(돌턴의 원자설 참조)을 개척한 물리학자로도 유명하다.

 

 

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