교수님께서 수업 중 Principle of Corresponding State에 대해 "분자의 크기"를 강조하신 이유는 근본적으로 분자의 크기가 작으면 원형 모양과 유사해지기 때문입니다. 즉, 원형 분자에서 Principle of Corresponding State를 잘 만족하게 됩니다. 분자 크기 차원에서 보게 되면, 분자 크기가 커질수록 분자 내부 구조가 복잡해지고, 분자 간 상호작용이 상태방정식에서 사용하는 a, b 같은 간단한 파라미터만으로는 정확히 표현하기 어렵기 때문입니다.

그런데 학우님께서 말씀하신 극성 분자의 dipole-dipole interaction 영향도 분명히 존재합니다. 극성 분자는 추가적인 상호작용 때문에 비극성 분자보다 Principle of Corresponding State에서 벗어날 가능성이 큽니다. 다만 일반적으로는 이 극성의 영향보다는 분자 크기가 증가할 때의 영향이 더 크게 나타나기 때문에 교수님께서 특별히 크기를 강조하신 것입니다.

그리고 분자가 구형이 아닐 때 Principle of Corresponding State의 정확성이 떨어지는 이유는, 분자 간 상호작용에 방향성이 생기기 때문입니다. 구형이 아닌 분자는 특정 방향으로 더 강하거나 약한 힘이 작용하기 때문에, 간단한 a와 b 파라미터로 정확히 설명하기 어려워집니다.

교수님께서 강의 시간에 분자량이 큰 경우, 즉 분자가 큰 경우 대응 상태 원리와 잘 맞지 않는다고 말씀하셨습니다. 그리고 '분자량'에 관해 언급하신 학우님의 답변을 택하신 이유는 분자의 크기가 대응 상태 원리에 미치는 영향이 더 크기 때문인 것 같습니다. 극성 분자에 관해서도 학우님께서 생각하신대로 London interaction 외에도 dipole-dipole interaction이 추가되면서 복잡해져 a와 b 값으로 단순히 설명하기 어려워집니다.

그리고 대응 상태 원리가 기본적으로 기체 분자가 구형과 같은 단순한 형태의 입자라고 가정하고 있는 것으로 알고 있습니다. 또한 분자가 구형이 아니라면 분자 내 orientation이 생겨 특정 방향으로 더 강한 인력이나 반발력이 생길 수 있어 이 또한 a와 b 값으로 단순히 설명하기 어려워지기 때문에 대응 상태 원리와 잘 맞지 않는다고 볼 수 있을 것 같습니다.

조교님과 교수님의 더욱 좋은 답변을 기다리시는 게 좋을 것 같습니다!