가열곡선과 냉각곡선

그 환경에서 분리된 물질이 열 변화를 겪는 경우 물질의 온도와 위상에 해당하는 변화가 관찰됩니다. 이것은 그래픽으로 가열 및 냉각 곡선으로 표시됩니다.

예를 들어, 열의 추가는 고체의 온도를 상승; 흡수된 열의 양은 고체(q = mc_솔리드ΔT)의열 용량에 따라 달라집니다. 열화학에 따르면, 물질에 의해 흡수 또는 방출되는 열의 양, q및 그에 수반되는 온도 변화, ΔT사이의 관계는 다음과 이다.

여기서 m은 물질의 질량이며, c는 특정 열이다. 관계는 가열되거나 냉각되는 문제에 적용되지만 상태를 변경하지는 않습니다.

온도가 충분히 높을 때 고체가 녹기 시작합니다 (그림 1, 점 A). 흡수된 열은 고체의 열용량(q = mc_솔리드ΔT)에따라 달라지며, 고원은 녹는 점에서 관찰된다. 고원은 고체에서 액체로 의 한 상태 변화를 나타내며, 그 동안 온도는 융합의 열로 인해 상승하지않는다(q = mΔH_융합). 즉, 추가 열 이득은 분자 운동 에너지를 증가시키는 대신 분자 간 매력이 감소한 결과입니다. 따라서 물질이 상태를 변경하는 동안 온도는 일정하게 유지됩니다.

고체가 완전히 녹으면 (그림 1, 점 B)액체가 온난화를 시작하고 온도가 상승합니다. 흡수된 열은 액체의 열용량(q = mc_액체ΔT)에따라 달라집니다. 액체가 비등점에 도달하면 액체가 기화되기 시작 (그림 1, 점 C) 열의 지속적인 입력에도 불구하고 온도가 일정하게 유지됩니다. 또 다른 고원(일정한 온도)은 기화의열(q = mΔH_vap)으로인해 액체가 가스 전이 중에 액체의 비등점에서 관찰된다. 이 같은 온도는 끓는 한 액체에 의해 유지됩니다. 더 높은 속도로 열이 발생하면 액체의 온도가 상승하지 않고 대신 끓는 것이 더 활발해집니다(빠른). 모든 액체가 기화(도 1, 점 D)가발생한 후, 가스의 온도가 증가합니다.

그림 1. 물질의 대표적인 가열 곡선은 물질이 증가하는 양의 열을 흡수함에 따라 발생하는 온도 변화를 묘사합니다. 물질이 위상 전환을 거치면 곡선(일정한 온도 영역)의 고원이 전시됩니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 10.3: 단계 전환에서 적용됩니다.