잠열 이해하기
차가운 물과 얼음이 섞인 용기에 수은 온도계를 넣으면 수은 표면이 아래로 내려간 후 더 이상 움직이지 않는 것을 볼 수 있습니다. 수은 표면은 물의 녹는점이나 어는점 (0 ° C)에 도달하면 움직임을 멈춥니다. 용기가 열려 있으면 높은 온도의 공기에서 낮은 온도의 얼음과 물 혼합물로 열이 전달됩니다. 공기에서 전달되는 열로 인해 얼음이 녹습니다. 얼음이 녹으면서 얼음과 물 혼합물의 온도는 변할까요? 얼음이 녹더라도 얼음과 물 혼합물의 온도는 변하지 않습니다.
얼음과 물을 섞어 불이나 전기 히터로 가열하면 모든 얼음이 물로 변합니다. 계속 가열하면 물의 온도가 100℃까지 올라갑니다. 100 ℃ 가 되면 물은 증발하기 시작합니다. 불꽃의 크기를 키우거나 물을 계속 가열하면 물은 더 빨리 수증기로 변하지만, 물의 온도는 변하지 않고 100℃를 유지합니다. 이것이 바로 물의 끓는점, 즉 물이 도달할 수 있는 최고 온도 입니다.
열과 온도 변화 및 물의 상태 변화 사이의 관계를 나타낸 그래프.
AB = 추가적인 열이 얼음의 온도를 0으로 높입니다. oC
BC = 얼음을 물로 녹이는 데 필요한 추가 열량
CD = 추가적인 열은 물의 온도를 0에서 상승시킵니다. oC에서 100까지 oC
DE = 물을 증발시키는 데 필요한 추가 열량
EF = 추가 열은 증기의 온도를 상승시킵니다.
위 그래프는 물이 열을 흡수할 때 온도 변화와 상태 변화 과정을 보여줍니다(기압 1기압 기준). 물이 열을 방출하는 경우 에는 위의 과정과 반대되는 과정이 일어납니다(화살표 방향이 반전됨). B에서 C로 열이 가해져도 물의 온도는 변하지 않고 얼음이 녹아 물이 됩니다. 마찬가지로 D에서 E로 열이 가해져도 물의 온도는 변하지 않고 물이 수증기로 변할 뿐입니다. 물은 단지 하나의 예일 뿐입니다. 기본적으로 모든 물체는 열을 흡수하면 물과 마찬가지로 상태 변화와 온도 변화를 겪습니다. 차이점은 어는점과 끓는점에 있습니다. 모든 물체는 어는점과 끓는점이 다릅니다. 물체가 열을 방출하는 경우에는 위의 과정과 반대되는 과정이 일어납니다.
융해열(L)F)
융해열 열량이란 물체 1kg이 고체에서 액체로 상태가 변할 때 흡수하는 열량 또는 물체 1kg이 액체에서 고체로 상태가 변할 때 방출하는 열량을 말합니다. 물체의 상태가 고체에서 액체로 (또는 액체에서 고체로) 변할 때 흡수(또는 방출)되는 열량을 구하는 공식은 다음과 같습니다.
Q = m LF
설명: Q = 흡수 또는 방출된 열량, m = 물체의 질량, L = 물체의 질량F = 융해열 (F = 퓨전).
증기 가열(L)V)
증기 가열 열량이란 물체 1kg이 액체에서 기체로 상태가 변할 때 흡수하는 열량 또는 물체 1kg이 기체에서 액체로 상태가 변할 때 방출하는 열량을 말합니다. 물체의 상태가 액체에서 기체로 (또는 기체에서 액체로) 변할 때 흡수(또는 방출)되는 열량을 구하는 공식은 다음과 같습니다.
Q = m LV
설명: Q = 흡수 또는 방출된 열량, m = 물체의 질량, L = 물체의 질량V = 증기열 (V = V아포화)
융해열과 기화열을 잠열이라고 합니다.
각 물질은 녹는점과 끓는점이 다릅니다. 또한 각 물질의 융해열과 기화열도 다릅니다.
참고 문헌