승화, "액체를 거치지 않고 바로 기체로" 왜 액체 상태를 거치지 않는다고 하나요?
물질은 입자로 이루어져 있다.
물질의 상태는 입자의 배열(간격)로 설명된다.
입자의 운동이 활발해지면서 입자의 거리가 멀어지면서 고체에서 액체 그리고 기체로 변해간다.
상태변화를 열에너지, 엔트로피, 자유에너지, 상평형 그림 등 다양한 방식으로 설명할 수 있다.
질문자는 승화의 상태변화를 중학교 1학년 과학의 입자의 운동& 거리의 개념으로 쉬운 설명을 듣고 싶습니다.
물질의 상태에는 3가지 있다고 이야기 하지만
3가지의 상태는 사람이 임의로 정의한 것일뿐
입자의 거리 변화는 연속적이다.
입자의 거리가 멀어질 수록 고체에 액체 그리고 기체로 변해가는 것이다.
그렇다면 고체에서 기체로 승화가 일어날 때
"액체를 거치지 않고 바로 기체로" 변해간다는 말은 잘 못된 것이 아닐까?
그 말이 사실이라면 입자가 운동하면서 입자의 거리가 멀어지는 것이 아니라
입자의 거리는 고체거리, 액체거리, 기체거리가 존재하고 입자는 고체거리에서 기체거리로 입자가 순간 이동하여 위치하게된다는 말인가?
그렇다면 입자의 순간이동 = 물질의 순간이동이 가능하단 말인가?
"액체를 거치지 않고 바로 기체로"가 아닌
"액체구간을 육안으로 확인할 수 없이 기체로"가 맞는 표현이 아닐까?
질문자의 주장이 맞다면 "액체를 거치지 않고 바로 기체로"라는 표현은 잘못된 오개념을 갖을 수 있는 중요한 오기인듯 싶어 질문을 드립니다.
질문자가 갖고 있는 잘못된 개념이 뭘까요?
안녕하세요.
질문 바로 아래에 첨삭하겠습니다.
물질은 입자로 이루어져 있다.
물질의 상태는 입자의 배열(간격)로 설명된다.
입자의 운동이 활발해지면서 입자의 거리가 멀어지면서 고체에서 액체 그리고 기체로 변해간다.
-> 입자의 운동이 활발하다는 말은 입자가 가지는 에너지가 높다라고 보면 될 것 같습니다.
갖고있는 에너지가 높아지니 입자간 반발력이 높아져 입자간 거리가 멀어진다. 로 생각하시면 될 듯 하네요.
상태변화를 열에너지, 엔트로피, 자유에너지, 상평형 그림 등 다양한 방식으로 설명할 수 있다.
질문자는 승화의 상태변화를 중학교 1학년 과학의 입자의 운동& 거리의 개념으로 쉬운 설명을 듣고 싶습니다.
-> 상동
물질의 상태에는 3가지 있다고 이야기 하지만
3가지의 상태는 사람이 임의로 정의한 것일뿐
입자의 거리 변화는 연속적이다.
입자의 거리가 멀어질 수록 고체에 액체 그리고 기체로 변해가는 것이다.
-> 상동
그렇다면 고체에서 기체로 승화가 일어날 때
"액체를 거치지 않고 바로 기체로" 변해간다는 말은 잘 못된 것이 아닐까?
-> 틀렸습니다. 액체를 거치지 않고 바로 상전이를 하는 현상을 승화라고 합니다.
그 말이 사실이라면 입자가 운동하면서 입자의 거리가 멀어지는 것이 아니라
입자의 거리는 고체거리, 액체거리, 기체거리가 존재하고 입자는 고체거리에서 기체거리로 입자가 순간 이동하여 위치하게된다는 말인가?
그렇다면 입자의 순간이동 = 물질의 순간이동이 가능하단 말인가?
-> 순간이동은 미시세계의 전자가 에너지를 받아 준위가 바뀔 때 뿐인 것으로 알고있습니다.
고체에서 기체로 승화되면 기체거리로 순간이동하는 것이 아닌 에너지를 받아 물질의 상이 바로 기체가 되는 것으로 기체거리만큼
멀어진다가 맞을 듯 합니다."액체를 거치지 않고 바로 기체로"가 아닌
"액체구간을 육안으로 확인할 수 없이 기체로"가 맞는 표현이 아닐까?
질문자의 주장이 맞다면 "액체를 거치지 않고 바로 기체로"라는 표현은 잘못된 오개념을 갖을 수 있는 중요한 오기인듯 싶어 질문을 드립니다.
-> 마찬가지로 물질마다 상 변화를 할 때 가지는 에너지가 있습니다.
승화란 말은 고체가 에너지를 받아 바로 기체상의 에너지를 갖게 되어 상이 기체상으로 변화된것이지 액체를 거쳐 기체가 된게 아닙니다.안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
과학을 잘 하시는분이시네요!
잘 모르실때에는 그렇게 접근하는게 맞고 자꾸생각해보는 점이 본받을만합니다.
먼저 상태에 대해 정의해보면 고체 상태는 규칙적인 배열로 결합해 있는 상태입니다.
액체 상태는 원자들이 어느정도 붙어있으며 큰 운동에느지를 가지고 있지않아 서로 떨어지지 못하고 붙어다니는 상태입니다.
기체 상태는 서로에게서 떨어질만한 운동에너지을 가지고 있어 자유로운 상태입니다.
이제 본론으로 돌아오면, 드라이아이스는 -78도 이하로 굉장히 차가운 상태에 이산화탄소의 고체 상태입니다. 그런데 상온에 놓이게되면서 드라이아이스가 녹을 수 있습니다. 그런데, 녹게되면서 상온에서의 1기압의 약한압력과 높은 열에너지를 전달받게됩니다. 그러면 고체의 결합에서 끊기자 마자 이산화탄소간 뭉쳐 액체처럼 행동할 겨를도 없이 기체로 자유롭게 떠도는 것이죠. 그래서 승화가 일어나는 것입니다. 이산화탄소가 액체가 되는것을 보고프다면 5기압이상의 높은 압력을 가해 자유로워지는것을 억제하고 서서히 온도를 높이면 액체가 됩니다.
더 궁금한 사항은 댓글 남겨주시기바랍니다.
승화는 고체에서 바로 기체가 되는 것이 승화입니다.
승화는 액체의 상태를 거치지 않는 특이한 과정입니다.
따라서 순식간에 액체로 변하고 기체가 되는 것은 아닙니다.
승화의 현상은 온도와 압력의 대표적인 그래프인 삼중점을 보면 알 수 있습니다.
아래의 그래프에서 압력과 온도가 일정 조건을 만족하면 액화를 거치지 않고 그대로 기체가 되는 것을 알 수 있습니다.
승화가 액체상태를 거친다면 나프탈렌이 사라질 때 액체 자국이 남아있어야 합니다.
액체는 고체보다"는" 분자가 불규칙한 상태인데,
승화는 위의 조건에 의해 규칙적인 고체가 즉시 매우 불규칙적으로 분자 배열이 변하게 되기 때문에
액체게 "고체 보다는" 불규칙한 상태가 되는 상태가 되지 않습니다.
따라서 액체 상태를 거치지 않습니다.
