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물이 끓을 때 수증기로 변하는 과정은 열역학의 기본 원리를 통해 설명할 수 있습니다. 이 과정에서는 물 분자가 액체 상태에서 기체 상태로 전환되며, 이는 물 분자에 열에너지가 전달되어 발생합니다.
물이 가열될 때, 물리적으로 열에너지가 물에 전달됩니다. 이 열에너지는 물 분자들 사이의 운동 에너지를 증가시킵니다. 분자 운동 에너지의 증가는 분자 간의 결합력, 즉 수소 결합을 약화시켜 분자 간의 거리를 넓히고, 최종적으로 액체 상태의 물 분자들이 기체 상태로 이탈하게 만듭니다.
물이 끊는 점(대기압 하에서는 보통 100°C)에 도달하면, 물 분자들은 충분한 에너지를 가지고 있어 액체의 표면뿐만 아니라 내부에서도 기체로 변환할 수 있습니다. 이 기체 상태의 물 분자들은 수증기로 알려져 있으며, 이들은 액체 상태의 물 위로 상승하여 기체 상태로 이탈합니다. 이 과정에서 발생하는 기포는 물이 끓고 있음을 나타냅니다.
열역학적 관점에서, 물이 기체로 변하는 것은 엔탈피(Enthalpy)의 변화와 관련이 있습니다. 물 분자가 액체 상태에서 기체 상태로 변할 때, 이른바 '증발열' 또는 '기화열'이 필요합니다. 이 에너지는 주변 환경(ex : 가열원)으로부터 공급받으며, 분자들이 액체에서 벗어나 기체 상태가 되기 위해 필요한 에너지를 제공합니다.
