18.9
주로 물질에는 고체, 액체, 기체의 세 가지 다른 단계가 있습니다.
온도를 변경하면 한 상태가 다른 상태로 변경됩니다. 이 현상을 상변화(phase change)라고 하며, 이는 본질적으로 되돌릴 수 있습니다.
가열할 때 고체가 액체로 변하는 이 과정을 용융이라고 하고 그 반대
의 경우도 마찬가지입니다.질량 'm'의 재료에 대해 이 전이에서 흡수되거나 방출되는 열은 상 변화에서 필요하거나 방출되는 단위 질량당 에너지인 융합열을 사용하여 평가할 수 있습니다.
마찬가지로 액체가 가열되면 기체로 변환되며 이 과정을 기화 또는 비등이라고 합니다. 냉각 시 가스가 액체로 변하는 것을 응축이라고 합니다.
액체와 기체 사이의 상 변화에서 필요하거나 방출되는 단위 질량당 에너지를 기화열이라고 하며, 여기서 Q는 흡수 또는 방출되는 열입니다.
드라이아이스와 같은 일부 물질은 고체에서 기체로 직접 전이될 수 있으며, 이를 승화라고 합니다.
상전이는 열 흐름 연구에서 중요한 이론적이고 실제적인 역할을 합니다. 녹거나 융합할 때 고체는 액체로 변합니다. 반대 과정은 동결됩니다. 증발하면 액체가 기체로 변합니다. 반대 과정은 응축입니다.
물질은 녹는점이라는 온도에서 녹거나 얼고, 끓는점에서 끓거나 응축합니다. 이 온도는 압력에 따라 달라집니다. 압력이 높을수록 물질의 밀도가 높은 형태가 선호되므로 일반적으로 압력이 높을수록 녹는점과 끓는점이 높아지고, 압력이 낮을수록 낮아집니다.
예를 들어, 물의 끓는점은 1.00 atm에서 100°C입니다. 압력이 높을수록 끓는점은 높아지고, 압력이 낮을수록 끓는점은 낮아집니다. 가장 큰 예외는 물이 녹고 어는 것입니다.
상 변화와 관련된 에너지는 결합 또는 힘 쌍의 수와 강도에 따라 달라집니다. 결합 수는 분자 수, 즉 시료의 질량에 비례합니다. 물질을 고체상에서 액체상으로 변화시키는 데 필요한 단위 질량당 에너지 또는 물질이 액체에서 고체로 변화할 때 방출되는 에너지를 융해열이라고 합니다. 물질을 액체상에서 증기상으로 변화시키는 데 필요한 단위 질량당 에너지를 기화열이라고 합니다. 또한, 융해잠열과 기화잠열은 실험적으로 결정될 수 있는 물질상수입니다. 이러한 상수는 '잠재적'이거나 숨겨져 있습니다. 왜냐하면 위상 변화에서 에너지가 시스템에 온도 변화를 일으키지 않고 시스템에 들어가거나 나가기 때문입니다. 따라서 사실상 에너지가 숨겨져 있습니다.
주로 물질에는 고체, 액체, 기체의 세 가지 다른 단계가 있습니다.
온도를 변경하면 한 상태가 다른 상태로 변경됩니다. 이 현상을 상변화(phase change)라고 하며, 이는 본질적으로 되돌릴 수 있습니다.
가열할 때 고체가 액체로 변하는 이 과정을 용융이라고 하고 그 반대
의 경우도 마찬가지입니다.질량 'm'의 재료에 대해 이 전이에서 흡수되거나 방출되는 열은 상 변화에서 필요하거나 방출되는 단위 질량당 에너지인 융합열을 사용하여 평가할 수 있습니다.
마찬가지로 액체가 가열되면 기체로 변환되며 이 과정을 기화 또는 비등이라고 합니다. 냉각 시 가스가 액체로 변하는 것을 응축이라고 합니다.
액체와 기체 사이의 상 변화에서 필요하거나 방출되는 단위 질량당 에너지를 기화열이라고 하며, 여기서 Q는 흡수 또는 방출되는 열입니다.
드라이아이스와 같은 일부 물질은 고체에서 기체로 직접 전이될 수 있으며, 이를 승화라고 합니다.
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