Phase Change, Phase Transition   상 변화, 상 전이

(2018-09-29)

Phase Equilibrium, 상 평형, 포화 온도, 포화 압력, Latent Heat, 잠열

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1.  변화/ 전이 (Phase Change,Phase Transition)

  ㅇ [과학일반] 어떤 현상이 임계 값(조건) 전후로 크게 달라지는 현상
 
  ㅇ [열역학]   순수물질이 조건에 따라 이 에서 저 으로 변화되는 열역학적 과정
     - 일정 온도,압력 하의 순수물질에서 일어나는 물리적 변화


2. 6개 가능한  변화액체기체 : 증발(Evaporation)
  ㅇ 기체액체 : 응축(Condensation)
  ㅇ 고체액체 : 용융(Melting)
  ㅇ 액체고체 : 응고(Solidification)/얼음(Cooling)
  ㅇ 고체기체 : 승화(Sublimation)
  ㅇ 기체고체 : 증착(Deposition)

  ※ 온도압력을 변화시키며,  변화를 살필 수 있는 도표  ☞ 상 도표 참조


3. 변화 중 에너지의 흡수,방출

  ㅇ 잠열/숨은열 (Latent Heat) : 변화 중 나타나는 비 감각 효과
     - 변화 과정(용융,증발,승화) 중에 흡수 또는 방출되는 에너지량
        . 순수물질이 일정 압력 하에 고체액체 (액화), 액체/고체기체 (기화) 할 때,
        . 온도 변화는 일어나지 않으나, 그 과정에는 열 전달(공급)이 있어야 함

  ㅇ 즉, 용융,증발,승화 현상은,      => 많은 에너지를 공급 받을 필요 있음
     - 용융/융해 잠열 (Latent Heat of Fusion)
        . 용융/녹는 동안 흡수되는 에너지량   
        . (이는, 응고/어는 동안 방출되는 에너지량과 같음)
     - 증발/기화 잠열 (Latent Heat of Vaporization)
        . 증발/기화 동안 흡수되는 에너지량
        . (이는, 응축 동안 방출되는 에너지량과 같음)

        . 응축기(Condenser) : 증기증발 잠열을 제거하여, 증기액화시키는 전열 장치
           .. 이때의 증발 잠열을 냉각제(Coolant)라는 냉 액체에 의해 흡수시켜 제거하게 됨

  ㅇ 반대로, 응고,응축 현상은, => 모두 열에너지를 방출하며, 변화가 일어남

  ※ 한편, 
     - 현열(Sensible Heat)은, 사람의 온도 감각으로 감지할 수 있는  효과를 의미


4. 상(相) 평형 (phase equilibrium) 또는 공존영역 (phase coexistent region)

  ㅇ 한 에서 다른 으로 물질의 알짜 흐름 없음 (겉보기에 변화가 없는 상태)
     - 내부적으로 분자의 활발한 이동이 있음

  ㅇ 두 개의 평형상태로 공존하는 영역
     - `기체액체 (증발응축이 균형을 이룸)` => 포화 증기압
     - `기체고체 (승화증착이 균형을 이룸)`
     - `액체고체 (용융과 얼음이 균형을 이룸)`


5. 포화점(Saturation Point)순수물질이 상변화하는 상태 점

  ㅇ 포화 온도(Saturation Temperature)
     - 주어진 압력에서 순수물질이 상변화하는 온도포화 압력(Saturation Pressure)
     - 주어진 온도에서 순수물질이 상변화하는 압력


6. 전이의 시간적 지체 현상 : 과열,과냉각전이가 의 경계를 지나치고도 얼마간 지체하고 나타나는 현상

  ㅇ 과열(Superheating)
     - 액체기체로의 증발(끓음)이 얼마동안 지체하고 갑자기 증발(끓음)할 수 있는 상태

     - 한편, 
        . 쉽게 증발할 수 있는 액체포화액(Saturated Liquid)라고 함

  ㅇ 과냉각(Supercooling,Subcooling)
     - 어느 온도 이하를 넘어서 과냉각되는 상태

     - 한편, 
        . 쉽게 증발할 수 없는 이런 상태의 액체를 과냉액(Subcooled Liquid)라고 함


[상 변화] 1. 상 변화 2. 증발,승화 3. 증착 4. 용융 5. 응축 6. 응고

 
        최근수정     요약목록(시험중)     참고문헌