상 ( 물리학 ) - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 상 ( 물리학 ) 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 물리학에서 상 ( 相, phase ) 은 일정한 물리적 성질을 가지는 균일한 물질계를 말한다. 물질의 상태 가운데 고체, 액체, 기체가 대표적이다. 그 밖에도 플라즈마, 액정, 초유체, 초고체, 자석 등도 물질의 상이다. 목차 1 상의 종류 2 상전이 3 상태평형 그림 3. 1 열린 계와 닫힌 계 3. 2 상평형 그림 4 임계 온도와 임계 압력 5 상태의 변화와 에너지 5. 1 흡열 변화와 발열 변화 5. 2 잠열 6 물질의 입자성 6. 1 물질의 구성 입자 6. 2 3가지 상태의 변화와 입자 7 같이 보기 8 참고 문헌 상의 종류 [ 편집 ] 물은 대기압 근처에서 얼음, 물
상태의 변화와 입자 7 같이 보기 8 참고 문헌 상의 종류 [ 편집 ] 물은 대기압 근처에서 얼음, 물, 수증기 세가지 상을 가진다. 상이란 기본적으로 고체, 액체, 기체와 같이 물질이 갖는 여러가지 상태를 말한다. 이러한 상은 기본적으로 여러가지 거시적 성질을 보면 구별할 수 있다. 예를 들어, 흐를 수 있는지에 따라 고체와 유체로 상을 구별할 수 있고, 유체도 용기에 담았을때 날아가 버리는지, 고이는지에 따라 액체와 기체로 구별할 수 있다. 어떤 물질의 경우엔 고체, 액체, 기체와 같이 단순하게 몇 개의 상만 있는 것이 아니라 더 많은 여러종류의 상을 갖기도 한다. 예를 들어 탄소의 경우, 잘 알려진 상으로 다이아몬드와 흑연이 있다. 두 결정은 모두 균일하고, 일정한 물리적 성질을 갖고, 같
으로 다이아몬드와 흑연이 있다. 두 결정은 모두 균일하고, 일정한 물리적 성질을 갖고, 같은 종류의 원자로 구성되어 있고, 고체의 성질을 갖지만, 결정구조가 다름으로 인해 다른 물리적 성질이 생기게 된다. 또한 헬륨 ( 4He ) 의 경우에는 He I 과 He II 라는 두가지 액체 상을 갖기도 한다. 위의 상들은 기본적으로 온도와 압력의 변화를 통해 얻어지는 상들이지만, 다른 변화를 줌으로써 생기는 변화에 대해서도 여러가지 상을 정의할 수 있다. 예를 들어, 외부에서 주는 자기장과 온도의 변화에 따라 초전도상태를 갖는 물질은 초전도상태와 보통 상태 두가지로 나눌 수 있고, 강자성의 방향이 위쪽 또는 아래쪽이 되는 두가지 상으로 구별할 수도 있다. 일반적으로, 이러한 상들의 경계
기화열 ( 또는 증발열 ) 이라고 한다. 0℃에서 얼음 1몰을 완전히 용융시키려면 1. 44kcal의 열량을 가해 주어야 하는데, 이것을 얼음의 몰 용융열 ( 또는 몰 융해열 ) 이라고 한다. 또, 100℃에서 물 1몰을 완전히 기화시키려면 9. 72kcal의 열량을 가해 주어야 하는데, 이것을 물의 몰 기화열 ( 또는 몰 증발열 ) 이라고 한다. 이와 반대로 수증기가 물로, 다시 물이 얼음으로 바뀔 때는 기화열 또는 용융열과 같은 양의 열이 방출된다. 즉 1몰의 수증기가 물로 변할 때 방출되는 몰 서림열 ( 또는 몰 응결열 ) 은 몰 기화열과 같고 1몰의 물이 얼음으로 변할 때 방출되는 열인 몰 응고열은 몰 용융열과 그 크기가 같다
물이 얼음으로 변할 때 방출되는 열인 몰 응고열은 몰 용융열과 그 크기가 같다. 또, 승화 때의 잠열은 승화열이라고 한다. 물질의 입자성 [ 편집 ] 소금물을 증발시키면 뒤에 작은 정육면체인 소금 결정이 나타난다. 이것은 무색 투명한 소금물 속에 흩어져 있던 결정과 같은 것이므로, 소금은 원래 작은 입자로 이루어진 것이 아닐까 하고 추측해 볼 수 있다. 또, 결정이 규칙적인 형태를 이루고 있다는 것은, 그것을 구성하고 있는 입자의 배열이 규칙적이기 때문이다. 소금을 강하게 가열하면 녹아서 액체가 되는데, 이것은 결정을 이루고 있던 입자가 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있게 되었다고 생각하면 된다. 이것을 더욱 가열하면 증기가 되어 눈에 보이지 않게 되며, 자유롭게
것이 있다. 또, 어떤 물질이든 고체로는 되지만 물질에 따라서는 액체나 기체가 되지 않는 것도 있다. 고체가 액체로 변하는 일을'용융'또는'융해'라 하고, 액체가 기체로 변하는 것을'증발'또는'기화'라고 한다. 반대로 기체가 액체로 변하는 것을'응결'또는'액화'라 하고, 액체가 고체로 되는 것을'응고'라고 한다. 물질의 고체 · 액체 · 기체 상태를 상 ( phase ) 이라 부르기도 한다. 얼음은 물의 고체상이고, 수증기는 물의 기체상이며, 실온에서의 물은 액체상이다. 또한, 고체가 용융하거나 기체가 응결하는 등의 변화를 상 변화라고 한다. 나프탈렌이나 장뇌는 가열하면 액체가 되지 않고 직접 고체에서 기체로 된다.
형 그림을 각각 그릴 수가 있다. 임계 온도와 임계 압력 [ 편집 ] 액체인 물은 1기압 100℃에서 수증기로 변한다. 따라서 1기압하에서는 100℃ 이상의 온도에서 액체인 물은 존재하지 않는다. 100℃ 이상의 온도에서 물을 액체 상태 그대로 유지하려면 압력을 가할 필요가 있다. 압력을 가해서 218. 3기압이 되면 물의 끓는점은 374. 2℃가 된다. 그러나 그 이상의 온도가 되면 압력을 계속 가해도 물은 더 이상 액체 상태를 유지하지 못한다. 이 온도를 물의 임계 온도라 하고, 이때의 압력을 임계 압력이라고 한다. 공기는 1기압에서는 아무리 온도를 내려도 액체가 되지 않는다. 온도를 － 140. 7℃로 내리고 37. 2기압보다 큰 압력을 가하면 비로소 액체가 된다. 즉
버린다. 그러나, 뚜껑을 단단히 닫아두면 물은 없어지지 않는다. 이 경우의 물과 수증기처럼 관련이 있는 것을 합쳐서 계 ( 표 ) 라 부르기도 한다. 위의 예에서는 컵 안에 있는 물과 컵 주위에 있는 수증기의 계에 대해서 증발의 문제를 생각할 수 있다. 여기서 뚜껑을 덮지 않은 상태를 열린 계, 뚜껑을 덮은 상태를 닫힌 계라고 한다. 뚜껑을 덮지 않은 컵과 같은 열린 계에서는 물과 수증기가 공존하는데, 수증기는 컵 밖으로 자유롭게 퍼져 나갈 수 있기 때문에 컵에서 물질이 빠져 나간다. 따라서, 계 안에 있는 물질의 전량이 변화한다. 한편, 뚜껑을 덮은 컵과 같은 닫힌계에서는 수증기가 밖으로 빠져 나가지 못하기 때문에 컵 안에 있는 물질의 전량은 변화하지 않는다.
많은 물질도 3가지 상태로 변화한다. 철도 용광로에서 볼 수 있는 바와 같이 강하게 가열하면 액체가 된다. 그리고 조건에 따라서는 기체로도 된다. 또, 공기는 보통 기체이지만 압력을 가하고 냉각시키면 액체가 되고, 고체로도 된다. 이와 같이, 철이나 공기는 조건에 따라 고체 · 액체 · 기체의 어떤 상태로도 될 수 있다. 그러나 물질에 따라서는 3가지 상태로 변하지 않는 것도 있다. 예를 들면, 설탕은 가열하면 녹아서 액체가 되지만, 더욱 가열하면 증기로 되지 않고 분해하고 만다. 종이는 액체가 되는 일도 없이 분해하고 만다. 이와 같이, 물질 중에는 3가지 상태로 변하는 것과 변하지 않는 것이 있다. 또, 어떤 물질이든 고체로는 되지만 물질에 따라서는 액체나 기체가 되지
다고 생각하면 된다. 이것을 더욱 가열하면 증기가 되어 눈에 보이지 않게 되며, 자유롭게 퍼져 나간다. 이것은 결정 입자가 더욱 흩어져서 자유롭게 움직일 수 있게 되었기 때문이다. 물질의 구성 입자 [ 편집 ] 위에서는 소금이 아주 작은 입자로 구성되어 있다고 하고 물질의 변화를 생각해 보았는데, 일반적으로 물질은 어떻게 구성되어 있는지 알아보자. 물질을 구성하고 있는 입자에는 원자 · 분자 · 이온 등이 있다. 원자는 처음에는 물질을 구성하는 가장 작은 입자로 생각되었지만, 현재 원자는 그보다 작은 기본입자라고 불리는 여러 가지 입자로 구성되어 있다는 것이 알려져 있다. 이온은 원자가 ( ＋ ) 나 ( － ) 의 전기를 띤 것이다. 분자는 기체에서 흔히 볼 수 있듯이, 2개 이상의 원자가
상(相, 영어: phase)은 물리학에서 일정한 물리적 성질을 가지는 균일한 물질계를 말한다. 물질의 상태 가운데 고체, 액체, 기체가 대표적이다. 그 밖에도 플라즈마, 액정, 초유체, 초고체, 자석 등도 물질의 상이다.