• 상평형 그림 : 주어진 온도와 압력에 따른 상의 평형 관계를 나타낸 그림

  조건 : 주위로 물질 이탈 X, 공기 X, 닫힌계

• 상평형은 물질의 상이 2개 이상 공존하며, 상전이의 평형을 이루고 있는 상태를 말한다. 상평형그림에서는 두 개의 상이 만나는 계면 위의 선으로 나타난다. 모든 평형 상태가 그러하듯 상평형 역시 상전이의 정반응과 역반응의 속도가 동일하기 때문에 상전이가 멈춘 것처럼 보일 뿐, 실제로는 수많은 구성 성분이 상전이를 계속하고 있다. (출처: 나무위키)

반응계

• 반응계 : 반응이 직접 일어나는 영역
  • 열린계 : 주위와 물질, 에너지가 모두 교환됨
  • 닫힌계 : 주위와 물질은 교환되지 않고, 에너지만 교환됨
  • 고립계 : 주위와 물질, 에너지가 모두 교환되지 않음
• 주위 : 반응계를 제외한 나머지

상평형 그림

• 삼중점 : 세 가지 상태가 평형을 이루는 점
• 증기 압력 곡선 : 액체와 기체가 평형 상태를 이루는 온도와 압력을 나타낸 곡선
• 융해 곡선 : 고체와 액체가 평형 상태
• 승화 곡선 : 고체와 기체가 평형

물의 상평형 그림

• 임계점 : 초임계유체 영역에 진입하는 점

• 초임계유체 : 액체도 기체도 아닌 중간 상태

  밀도는 액체에 가깝고 점성도는 기체에 가까워 확산 속도가 빠르고 열전도성 높음

• 1 atm, -20$^\circ\text{C}$에서 얼음으로 완전히 채워진 실린더를 가열하면? (피스톤은 1 atm의 압력을 가함)

• 고체/액체의 경계선이 음의 기울기

  • 밀도가 얼음 < 물임을 알 수 있다.

이산화탄소의 상평형 그림

• 고체의 밀도 > 액체의 밀도 ($\because$ 고체/액체 선이 양의 기울기)
• 공기보다 밀도 큼 ⇒ 산소를 불꽃으로부터 차단
• 증발은 큰 흡열 반응 → 냉각효과, 공기를 응축시켜 안개 형성

황의 상평형 그림

• 두 고체상 ⇒ 3개의 삼중점
• 액체 황의 밀도 < 단사황(Monoclinic)의 밀도

상평형 문제해결 (헬륨의 상평형 그림 분석)

화학 문제해결3