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과학

상평형도

상평형도과학
영문명
Phase diagram
다른 표현
상도
순수 물질의 기본 축
압력과 온도
주요 표시
상 영역과 공존 경계
상평형도는 온도와 압력, 조성 등의 조건에 따라 어떤 상이 평형으로 존재하는지 나타낸 그림이다. 순수한 물질의 압력-온도 상평형도에서는 고체와 액체, 기체 영역과 이들이 공존하는 경계를 읽는다.

영역과 선을 구별한다

한 영역 안의 점은 그 조건에서 안정한 상을 나타낸다. 영역 사이 경계는 두 상이 평형으로 공존하는 조건을 나타낸다. 그림에 선이 있다고 시료 내부에 눈에 보이는 선이 실제로 그어진다는 뜻은 아니다.

조건을 바꾸는 경로

일정한 압력에서 온도를 올리는 과정을 보려면 그 압력을 유지하는 방향으로 그림을 따라간다. 경계를 지나면 평형에서의 상이 달라질 수 있다. 실제 실험에서 과냉각 등으로 전환이 지연되는 현상과 평형 경계 자체는 구별한다.

삼중점과 임계점

세 상의 공존 조건은 삼중점으로 나타낸다. 액체-기체 공존 경계가 끝나는 조건은 임계점이다. 모든 경계가 같은 방식으로 무한히 이어지는 것은 아니므로 선의 끝과 교차점의 의미도 함께 읽어야 한다.

축과 성분 수를 확인한다

모든 상평형도가 압력과 온도를 두 축으로 쓰는 것은 아니다. 혼합물에서는 조성이 축으로 들어갈 수 있다. 한 물질의 압력-온도 그림을 읽는 규칙을 다른 축의 그림에 그대로 적용하지 않고, 고정한 조건과 표현한 변수를 먼저 확인한다.

관련 문서

삼중점 / 임계점 / 증기압 / 끓는점 / 녹는점 / 결정 다형 / 온도 / 압력