06. 잠열

열역학

PART 06. 잠열

물질의 상변화가 일어 날 때 수반되는 열

100℃ 물 1g 대기압 하에 100℃ 증기 되는데 540cal 열이 필요함

이 열을 잠열(Latent heat)라 한다.

물질에 열이 전달되는 두 가지 형태

1. 입자가 움직이는 속도를 증가시켜 입자의 운동 에너지 증가

2. 입자의 운동 속도와 상관없이 입자 간의 간격을 증가 시키면 입자의 위치 에너지 증가

위 두 경우 중

입자의 운동 에너지가 증가하면, 온도가 증가

이때, 전달된 열이 현열(Sensible heat)이라 한다.

운동 에너지 증가 없이 위치 에너지만 증가하는 현상(액→기 상변화) 온도가 증가 안함

이때, 열이 잠열(Latent heat)이라 한다.

물의 증발열(액→기) 540cal/g, 융용열(고→액) 80cal/g

증발열이 더 큰 이유는

고→액 보다 액→기 물 분자 간격이 훨씬 커서

필요한 열이 더 크다.

수증기가 응축 할 때, 발생하는 잠열의 값을 온도와 압력에 따라 정리한 것이 Steam Table

잠열의 크기는 수증기가 응축 할 때의 압력에 따라 변화한다.

EX) 

1bar 하 수증기 100℃ 에서 응축 : 잠열 540cal/g

15.5bar 하 수증기 200℃ 에서 응축 : 잠열 463cal/g

즉, 응축 할 때의 압력이 높을수록 잠열이 감소

증기압 곡선에서 응축이 일어나는 지점이 임계점에 가까워질수록 잠열이 감소

잠열이 작다는 것은 기상과 액상이 가진 에너지 차이가 작다는 것을 의미한다.

기상과 액상의 온도는 동일해서 운동에너지는 같지만,

분자간의 거리는 더욱 커 위치 에너지가 크다.

But, 압력이 증가하면 액상 분자 간 거리는 크게 영향을 받진 않지만,

기상 분자의 간격이 조밀하게 되어 두 상간의 에너지 차이가 줄어든다.

따라서, 압력이 높을수록 잠열이 감소한다.

만약, 임계점 상에 도달하면, 물의 잠열이 0

잠열이란, 물질의 상변화가 일어날 때 수반되는 물질의 엔탈피 변화를 말한다.

엔탈피는 물질의 내부 에너지와 부피변화에 따른 역학적 에너지 모두 포함한 개념

잠열은 상변화에 수반되는 열에너지와 부피, 압력 변화를 모두 포함한 개념