최종 업데이트: 2026-07-01

게이뤼삭 법칙 이해하기

게이뤼삭 법칙은 부피가 일정하게 유지되는 한, 밀폐된 일정량의 기체의 압력이 가열하면 오르고 냉각하면 내려가는 모습을 설명합니다. 이상 기체 법칙으로 이어지는 기본 기체 법칙 가운데 하나이며, "가스가 든 밀폐 용기를 절대 가열하지 말라"는 잘 알려진 주의를 뒷받침합니다.

게이뤼삭 법칙의 식

$$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$$

기호	물리량	단위(이 계산기)
P₁, P₂	압력(상태 1, 2)	kPa
T₁, T₂	절대 온도	K

부피가 일정하면 기체의 압력은 절대 온도에 정비례합니다. 관계식을 정리하면 네 값 중 미지의 값을 구할 수 있습니다.

$$P_2 = P_1 \cdot \frac{T_2}{T_1}, \qquad T_2 = T_1 \cdot \frac{P_2}{P_1}$$

언제나 절대 온도를 사용한다

게이뤼삭 법칙은 정비례 관계이므로, 참된 영점에서 시작하는 온도 척도에서만 성립합니다. 섭씨와 화씨는 영점을 임의의 위치에 두므로, 그 위에서 구한 비는 물리적으로 의미가 없습니다. 섭씨 숫자가 두 배가 되더라도 10 ℃에서 20 ℃로 올리는 것으로 기체의 압력이 두 배가 되지는 않습니다.

켈빈 척도는 절대 영도(−273.15 ℃)에서 시작하므로, 켈빈이 두 배가 되면 압력도 실제로 두 배가 됩니다. 법칙을 적용하기 전에 모든 온도를 켈빈으로 변환하세요. $T(\text{K}) = T(^{\circ}\text{C}) + 273.15$. 이 계산기는 섭씨나 화씨를 입력받아 비를 구하기 전에 켈빈으로 변환합니다.

풀이 예제

밀폐된 단단한 용기가 27 ℃일 때 100 kPa의 기체를 담고 있습니다. 직사광선 아래 두어 77 ℃까지 데워졌습니다. 부피가 변할 수 없다면 내부의 새 압력은 얼마일까요?

먼저 두 온도를 켈빈으로 변환합니다. 27 ℃ = 300.15 K, 77 ℃ = 350.15 K. 그런 다음 법칙을 적용합니다.

$$\begin{aligned} P_2 &= P_1 \cdot \frac{T_2}{T_1} \\ &= 100 \times \frac{350.15}{300.15} \\ &= 116.66\ \text{kPa} \end{aligned}$$

압력은 약 116.7 kPa로 오릅니다. 비 350.15/300.15는 약 1.17이므로 압력은 약 17 % 상승합니다. 이는 절대 온도의 상승률과 같은 비율입니다.

게이뤼삭 법칙이 나타나는 곳

• 스프레이 캔에 "가열 금지" 경고가 있는 것은 내부의 일정한 부피를 가열하면 압력이 올라가 캔이 터질 수 있기 때문입니다.
• 장거리 고속도로 주행 후 타이어의 압력이 더 높아지는 것은 마찰로 갇힌 공기가 데워지기 때문입니다.
• 압력솥이 증기 압력을 쌓는 것은 밀폐된 냄비가 일정한 부피를 유지하면서 내용물이 가열되기 때문입니다.

이 모두는 거의 일정한 부피에서 일어나며, 그래서 게이뤼삭 법칙이 알맞은 설명이 됩니다.

게이뤼삭 법칙과 다른 기체 법칙

게이뤼삭 법칙은 결합 기체 법칙 $P_1 V_1 / T_1 = P_2 V_2 / T_2$에서 부피가 일정한 특수한 경우입니다. $V_1 = V_2$로 두면 부피 항이 소거되고 $P_1/T_1 = P_2/T_2$만 남습니다. 보일 법칙은 온도가 일정한 경우로 압력과 부피를, 샤를 법칙은 압력이 일정한 경우로 부피와 온도를 연결합니다. 부피도 함께 변하는 문제에서는 결합 기체 법칙를, 몰수 같은 절대량이 필요할 때는 이상 기체 상태 방정식를 사용하세요.

자주 묻는 질문 (FAQ)

게이뤼삭 법칙이란 무엇인가요?

게이뤼삭 법칙은 부피가 일정할 때 일정량의 기체의 압력이 절대 온도에 정비례한다는 법칙으로, P₁/T₁ = P₂/T₂로 나타냅니다. 밀폐된 기체를 가열하면 같은 비율로 압력이 올라가고, 냉각하면 내려갑니다. 네 값 중 세 값을 알면 나머지 하나가 바로 구해집니다.

왜 온도를 켈빈으로 써야 하나요?

이 법칙은 정비례 관계이며, 비례는 참된 영점에서 시작하는 척도에서만 성립합니다. 섭씨와 화씨는 영점을 임의의 위치에 두므로 그 비는 의미가 없습니다. 10 ℃에서 20 ℃로 올려도 압력이 두 배가 되지 않습니다. 켈빈 척도는 절대 영도(−273.15 ℃)에서 시작하므로 켈빈이 두 배가 되면 압력도 실제로 두 배가 됩니다. 이 계산기는 섭씨나 화씨를 입력받아 비를 구하기 전에 켈빈으로 변환합니다.

게이뤼삭 법칙은 일상에서 어디에 나타나나요?

스프레이 캔에 열을 피하라는 경고가 있는 것은 내부의 일정한 부피를 가열하면 압력이 올라가 캔이 터질 수 있기 때문입니다. 장거리 주행 후 자동차 타이어는 마찰로 갇힌 공기가 데워져 더 높은 압력을 나타냅니다. 압력솥은 밀폐된 냄비가 일정한 부피를 유지하면서 내용물이 가열되어 증기 압력이 쌓이는 원리입니다. 모두 부피가 일정한 게이뤼삭 법칙의 예입니다.

게이뤼삭 법칙은 보일 법칙, 샤를 법칙과 어떤 관계인가요?

게이뤼삭 법칙은 부피를 일정하게 유지하며 압력과 온도를 연결합니다. 보일 법칙은 온도를 일정하게 유지하며 압력과 부피를 연결합니다(P₁V₁ = P₂V₂). 샤를 법칙은 압력을 일정하게 유지하며 부피와 온도를 연결합니다(V₁/T₁ = V₂/T₂). 결합 기체 법칙 P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂는 이 셋을 모두 포함하며, V₁ = V₂로 두면 게이뤼삭 법칙 그 자체가 됩니다.