끓는점 정의

물질의 끓는점은 액체 상태의 물질과 평형을 이루는 증기압이 외부 압력과 같아지는 온도로 정의됩니다. 이것은 우리가 어렸을 때 배운 것과는 달리 물질에는 끓는점이 하나도 없다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 물의 끓는점은 액체 외부의 압력에 따라 달라지기 때문에 항상 100°C는 아닙니다.

사실 물은 외부 압력이 정확히 1기압일 때만 100°C에서 끓고, 우리가 들은 것과는 달리 대기압은 해수면에서도 거의 정확히 1기압이 아닙니다.

끓는점이 아닌 것은?

액체의 끓는점에 대한 실제 정의를 이미 명확히 했음에도 불구하고 매우 널리 퍼진 또 다른 정의가 있지만 이는 완전히 잘못된 것입니다. 비등점은 액체가 기체 상태로 변하는 온도 또는 액체 상태에서 기체 상태로 상 변화가 일어나는 온도라는 개념입니다.

이 아이디어는 물이 끓는점까지 가열되면 끓기 시작하여 완전히 증발할 때까지 계속된다는 일상적인 경험에 기반합니다. 그러나 이러한 관찰이 우리를 잘못된 결론으로 ​​이끄는 몇 가지 이유가 있습니다.

다음에서는 이 정의가 잘못된 이유를 설명하고 끓는점과 관련된 두 가지 추가 개념을 제공합니다.

비등 대 증발

많은 사람들이 끓는점에 대해 잘못된 생각을 가지고 있는 주된 이유는 끓는 것을 증발 또는 기화 과정과 혼동하기 때문입니다. 실제로, 두 프로세스 모두 액체 상태에서 기체 상태로의 단계를 포함합니다. 그러나 주요 차이점은 증발 또는 기화는 모든 온도에서 지속적으로 발생하는 프로세스라는 것입니다. 증발은 세탁 후 옷을 건조시키는 이유입니다. 우리가 쉽게 확인할 수 있듯이 젖은 옷은 그늘에서 말릴 때 물의 끓는점에 도달하지 않습니다.

증발은 일반적으로 표면 현상으로 간주되는데, 예를 들어 같은 양의 물을 유리잔에 담을 때보다 넓은 표면에 물을 뿌렸을 때 물이 더 빨리 증발하는 이유입니다.

한편, 끓는 과정은 액체 내에서 비등이 끊어지고 수증기의 거품이 형성되는 순간으로 이해되며 표면 현상이 아니라 질량 현상입니다. 끓는 동안 대기압과 동일한 내부 압력이 붕괴되지 않고 상기 압력을 견딜 수 있는 증기 기포가 생성됩니다. 실제로 이러한 기포의 압력은 대기압보다 약간 높습니다. 그 이유는 그 위에 있는 액체 기둥의 압력도 견뎌야 하기 때문입니다.

따라서 끓는 동안 액체 전체에 작은 기화 주머니가 형성되어 표면에서만 발생하는 기화 과정을 크게 가속화합니다.

정상 및 표준 끓는점

방금 살펴본 것처럼 액체의 끓는점은 압력에 따라 달라집니다. 외부 압력이 낮을수록 증기압이 외부 압력에 도달하는 데 필요한 온도 증가가 적기 때문에 일반적으로 끓는점이 낮습니다.

그런데 왜 물은 100°C에서 끓는다고 항상 말합니까? 그리고 서로 다른 물질의 끓는점이 보고된 전체 표를 찾을 수 있는 이유는 무엇입니까?

그 이유는 각 물질에 고유하고 특징적인 값을 나타내는 끓는점에 대한 두 가지 추가 정의가 있기 때문입니다. 우리는 정상 및 표준 끓는점 에 대해 이야기하고 있습니다 .

정상적인 끓는점의 정의

정상 끓는점은 외부 압력이 1atm일 때 물질의 끓는점으로 정의됩니다. 따라서 이미 제시한 끓는점의 개념이 주어지면 정상적인 끓는점은 액체의 증기압이 1atm이 되는 온도로 정의할 수 있습니다.

이 정의가 끓는점이 결정되는 압력을 지정한다는 사실은 각 물질이 ​​정상적인 끓는점이 하나만 있음을 보장합니다. 따라서 물의 끓는점이 100°C라고 말하는 것은 잘못된 것입니다. 물의 정상적인 끓는점은 100 °C라고 말해야 합니다. 물리적 및 화학적 특성 표에서 찾을 수 있는 대부분의 끓는점은 실제로 정상적인 끓는점입니다.

표준 끓는점 정의

수년 동안 1atm은 표준 대기압으로 간주되었습니다. 그러나 압력 단위로서의 대기는 다른 단위계의 압력 단위의 정수배 또는 약수에 해당하지 않기 때문에 다른 단위계로 변환하는 것과 관련된 몇 가지 단점을 나타냅니다. 예를 들어, 1기압은 101.325 또는 1.01325와 같습니다. 10 ⁵ Pa. 한편, 바(bar)는 1기압의 값과 매우 유사한 압력 단위이지만 정확히 100,000 또는 10 5 Pa 를 나타내며 ^국제 단위계의 압력 단위입니다.

작은 차이와 대기 대신에 막대를 사용하는 이점을 고려하여 이제 표준 압력을 1bar로 간주하고 1atm의 압력을 정상 압력으로 이름을 변경했습니다. 과거에 1atm 압력에서 측정되었던 많은 특성이 이제 1bar에서 보고되며 종종 표준 수량이라고 합니다. 즉, 표준 끓는점은 1 bar 또는 10 5 ^Pa 의 압력에서 물질의 끓는점으로 정의됩니다 . 1bar에 도달합니다.

참조

전문 용어집. (2017년 6월 12일). 정상 끓는점 [정상 끓는점] (화학) . https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

Ondarse Álvarez, D. (2021년 7월 15일). 끓는점 – 개념, 계산 방법 및 예 . 개념. https://concepto.de/punto-de-ebullicion/

STREPHONSAYS. (일차). 정상 끓는점과 표준 끓는점의 차이 . https://en.strephonsays.com/normal-boiling-point-and-standard-boiling-point-11457