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11.10:

상전이: 녹음과 끓음

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Chemistry
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Phase Transitions: Melting and Freezing

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고체의 입자들은 인력을 통해 단단하게 뭉치고 격자를 방해하지 않고 고정된 위치에서 진동합니다. 열을 가하면 입자의 열에너지가 상승하고 이에 따라 진동도 빨라집니다. 입자들은 분자간 힘을 부분적으로 극복하면서 여기저기 이동하고 다시 배열됩니다.그 다음에 격자가 무너지면서 고체가 녹습니다. 고체에서 액체로의 전이를 융해 또는 융합이라고 불리며 이 전이가 발생하는 온도를 용융점 또는 융합점이라고 불립니다. 용융점에서 일 몰의 고체를 완전히 녹이는 데 필요한 엔탈피의 변화를 몰 융해열 또는 용융 몰 엔탈피이라고 합니다.용융이 거의 언제나 에너지를 요구하기 때문에 몇 가지 예외를 내놓고는 양의 엔탈피 값을 갖는 흡열성 공정입니다. 예를 들어 일 몰의 얼음이 주변으로부터 6.02 킬로줄의 열에너지를 흡수하면 온도가 증가합니다. 온도가 섭씨 0도에 도달하면 얼음이 녹기 시작합니다.어떤 물질이든 융합의 열은 기화의 열보다 낮습니다. 예를 들어 일 몰의 얼음을 녹이려면 6.02 키로 줄의 에너지가 요구되지만 일 몰의 물을 증발시키는 데는 40.8 킬로 줄의 에너지가 필요합니다. 이것은 기화가 거의 모든 분자간 힘으로부터 자유로워짐으로써 분자의 완전한 분리를 수반하기 때문입니다.그에 비해 용융에는 분자들이 끊임없이 가까이 접촉할 때 인력을 부분적으로만 극복하는 과정이 포함됩니다. 용해의 반대 과정 즉 액체에서 고체로의 전이를 동결 또는 고체화라고 불립니다. 액상 분자가 에너지를 잃으면 그것의 열 운동은 감소하고 분자들은 분자간 힘을 다시 형성할 수 있을 만큼 충분히 가까워집니다.결국 액체는 고체 형태로 변합니다. 몇 가지 예외를 내놓고 동결은 발열 과정이고 엔탈피 값은 음수입니다. 물질은 일반적으로 녹는 온도와 거의 같은 온도에서 얼게 됩니다.비록 동결의 엔탈피는 음수이지만 그것의 크기는 융합의 엔탈피와 같습니다. 물질이 용융점 또는 동결점에서 유지되면 고체 및 액체 상이 공존합니다.

11.10:

상전이: 녹음과 끓음

결정 고체를 가열하면 원자, 분자 또는 이온의 평균 에너지가 증가하고 고체가 뜨거워집니다. 어떤 시점에서, 추가된 에너지는 고정된 위치에서 고체의 분자 또는 이온을 들고 있는 힘을 부분적으로 극복할 수 있을 만큼 충분히 커지고, 고체는 액체 상태로 전환하거나 용융하는 과정을 시작한다. 이 시점에서, 고체의 온도는 열의 지속적인 입력에도 불구하고 상승 중지하고, 모든 고체가 녹을 때까지 일정한 남아있다. 모든 고체가 녹은 후에야 가열이 계속되면 액체의 온도가 증가합니다.

용융 중에 가열이 멈추고 고체 액체 혼합물을 완벽하게 절연 된 용기에 배치하여 열이 들어오거나 탈출 할 수 없도록하면 고체 및 액체 상이 평형상태로 유지됩니다. 이것은 아주 좋은 보온병에 얼음과 물의 혼합물과 거의 상황입니다; 거의 열이 안팎으로 들어오거나 빠져나오지 않으며, 고체 얼음과 액체물의 혼합물은 몇 시간 동안 남아 있습니다. 평형에서 고체와 액체의 혼합물에서, 용융 및 동결의 상호 공정은 동등한 속도로 발생하고, 따라서, 고체와 액체의 수량은 일정하게 유지됩니다. 주어진 물질의 고체 및 액체 상이 평형에 있는 온도는 액체의 고체 또는 동결점의 융점이라고 합니다.

한 용어 또는 다른 용어의 사용은 일반적으로 고려되는 위상 전이의 방향에 의해 지시된다, 예를 들어, 고체에서 액체에 (용융) 또는 고체 (동결). 융합의 응집체와 결정성 고체의 융점은 크리스탈에 존재하는 단위 사이의 매력적인 힘의 강도에 의존한다. 약한 매력적인 힘을 가진 분자는 낮은 융점이 있는 결정을 형성합니다. 더 강한 매력적인 힘을 가진 입자로 구성된 결정은 더 높은 온도에서 녹습니다.

물질의 두더지 1개를 고체 상태에서 액체 상태로 변경하는 데 필요한 열의 양은 물질의 융합, ΔHfus의 융합이다. 얼음의 융합의 엔탈피는 0 °C에서 6.0 kJ / 몰입니다. 융합(용융)은 풍체입니다.

Eq1

상호 과정, 동결, 그의 엔탈 변경은 -6.0 kJ/ 0 °C에서 몰드 하는 exothermic 과정:

Eq1

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