열역학 포화액 기화문제 질문이요!
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열역학 포화액 기화문제 질문이요!
상변화과정에 대해서는 이상기체상태식(Pv=RT)처럼 간단한 상태식이 없습니다.
따라서 이를 수학적으로 푸는 것은 거의 불가능합니다.
대신 열역학선도를 생각해보세요.
Pv선도나 Ts선도를 보면 포화액선과 포화증기선이 역 U자형으로 올라가다가 한 점에서 만납니다. 그 점이 임계점이구요.
임의위치에서 수평선을 그려보면 그래프 아랫쪽에서는 포화액선->포화증기선까지의 거리가 멀다가 위쪽으로 갈수록 점점 더 거리가 가까워지고 마침내 임계점에서는 한 점에서 만나게 됩니다.
임계점에서는 포화액->포화증기로의 변화가 즉시 일어나고 그 결과 사실상 포화상태라는 개념 자체가 무의미해집니다. 그 바로 아래는 아주 적은 에너지(증발엔탈피,잠열)만으로 상변화가 일어나구요.
이처럼 그래프를 해석해보면 온도(또는 압력)가 높을수록 증발엔탈피가 감소하리라는 것을 예측할 수 있습니다.
다른 관점에서 생각해볼 수도 있는데요.
그림에서 아랫 경사면은 온도에 따른 액체의 윗쪽 경사면은 기체의 내부에너지(또는 엔탈피?)의 증가를 나타냅니다.
100도 포화액에서 150도 포화증기가 되는 방법은 아랫쪽 급한 경사를 따라 150도까지 간 다음에 짧은 사다리를 타고 가는 방법과 긴 사다리를 타고 올라간 다음 윈쪽 완반한 경사를 따라 150도까지 가는 두가지 방법이 있습니다. 사다리의 길이는 상변화 엔탈피를 의미하구요.
물의 비열보다 증기의 비열이 약 절반정도로 적기 때문에 위와 같은 해석이 가능합니다.
두 경사면이 만나는 지점은 임계점이 될 것입니다. 임계점에서는 사다리가 필요없어요.
3-14c번문제 답은 맞았는데 이해가 잘 안되서 그러는데 왜... 대신 열역학선도를 생각해보세요. Pv선도나 Ts선도를 보면 포화액선과 포화증기선이 역 U자형으로 올라가다가 한...
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