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과학

증발

증발과학
영문명
Evaporation
상태 변화
액체에서 기체
발생 위치
액체 표면
끓음과 차이
액체 내부의 기포 형성이 필수 아님
관련 효과
증발 냉각
증발은 액체 표면의 분자가 기체 상태로 빠져나가는 과정이다. 끓는점보다 낮은 온도에서도 일어나며, 주변 수증기 상태와 공기 흐름은 순증발 속도를 바꾼다.

끓지 않아도 액체가 줄어드는 이유

젖은 천은 물을 끓이지 않아도 마른다. 액체 분자는 다양한 에너지 상태로 움직이며, 표면에서 액체의 인력을 벗어날 수 있는 분자가 기체 쪽으로 이동하기 때문이다.

끓음은 액체 내부에서도 증기 기포가 형성되는 과정이다. 증발과 끓음은 모두 기화에 포함되지만 나타나는 위치와 조건이 다르다.

나가는 분자와 돌아오는 분자

액체에서 분자가 빠져나가는 동안 주변의 기체 분자가 다시 액체로 돌아오기도 한다. 닫힌 용기에서 두 속도가 같아지면 거시적으로 양이 변하지 않는 동적 평형에 도달할 수 있다.

평형에서 분자의 이동이 모두 멈추는 것은 아니다. 액체가 실제로 얼마나 줄어드는지는 양쪽 방향의 이동 차이로 결정된다.

공기 흐름과 표면적

주변에 같은 물질의 증기가 적으면 순증발이 잘 진행될 수 있다. 공기 흐름은 표면 근처에 쌓인 증기를 옮겨 증발을 돕는다. 표면적과 온도도 영향을 준다.

습도가 높다는 정보만으로 모든 액체의 증발을 설명할 수는 없다. 물 이외의 물질이라면 해당 물질의 증기압과 주변 농도 등도 필요하다.

냉각 효과와 에너지 공급

증발에는 에너지가 필요하다. 주변에서 충분히 보충되지 않으면 액체와 주변의 온도가 내려갈 수 있다. 피부에 남은 물이 증발하면서 열을 빼앗는 현상도 이 원리와 연결된다.

뜨거운 물 위의 흰 김은 기체 수증기가 식어 생긴 작은 물방울이다. 증발로 생긴 수증기 자체는 보통 눈에 보이지 않는다.

관련 문서

물 / 습도 / 물의 순환