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과학

잠열

잠열과학
영문명
Latent heat
대표 과정
융해와 기화 등의 상전이
질량당 잠열의 SI 단위
J/kg
단순한 계산 관계
Q = mL
잠열은 상전이 과정에서 온도 변화와 구분되어 출입하는 열을 가리킨다. 순물질이 일정한 압력에서 녹거나 끓는 동안에는 열이 전달되어도 두 상이 함께 존재하며 온도가 일정하게 유지될 수 있다.

열이 들어가도 온도가 그대로일 때

일정한 압력에서 얼음과 물이 함께 존재하며 얼음이 녹는 상황을 생각할 수 있다. 전달된 열은 물질의 상태가 바뀌는 과정과 관련되어 온도 상승만으로 나타나지 않는다. 온도계의 값이 같다는 이유로 열의 출입도 없다고 판단할 수 없다.

질량당 값과 전체 열량

특정 상전이에 필요한 단위 질량당 잠열을 L이라 하면 질량 m에 필요한 열량은 Q=mL로 계산할 수 있다. 어떤 전이인지와 압력 등의 조건을 먼저 확인해야 한다. L과 전체 열량 Q는 단위와 의미가 다르다.

방향이 바뀌면

녹거나 기화하는 과정에서는 물질이 열을 흡수하고, 반대로 굳거나 응축하는 과정에서는 열을 내놓는다. 같은 조건에서 서로 반대인 전이를 비교할 때는 열이 드나드는 방향을 구분해야 한다. 단순히 온도가 높은 쪽이 언제나 열을 흡수한다고 외우는 것과 다르다.

모든 변화가 같은 모양은 아니다

일정한 전이 온도라는 설명은 순물질과 정해진 압력 등 조건을 전제로 한다. 혼합물이나 다른 과정에서는 변화가 온도 범위에 걸쳐 나타날 수 있다. 상태 변화와 동시에 다른 부분의 온도 변화가 있는 경우에는 필요한 열량을 단계별로 구분한다.

관련 문서

상전이 / 융해 / 응고 / 기화 / 응축 / 비열