화학 Chapter 4: 순수한 물질의 물리적 변환

Chapter 4: Pure Substance Physical Transformations

• 순수한 물질의 물리적 변환 (Pure Substance Physical Transformations)
• 상의 안정도 (Phase Stability)
• 상 경계 (Phase Boundary)
• 전형적인 상평형 그림 (Typical Phase Equilibrium Diagram)
• 안정도에 영향을 주는 조건 (Conditions Affecting Stability)
• 상 경계의 위치 (Location of Phase Boundary)
• Ehrenfest의 상 전이 분류 (Ehrenfest Classification of Phase Transitions)

4.1 상의 안정도

• 여러 성분 또는 한 성분이지만 여러 상을 가지는 경우, 평형상태로의 움직임은 어떻게 결정하는가.
• 화학 포텐셜은 특정 성분의 몰 깁스 에너지와 같다.
• 한 성분일 경우, 화학 퍼텐셜(μ)은 몰 깁스 에너지(G)와 같다. (μ = G m)

4.2 상 경계

• 두 세기 성질 영역(예: P와 T)에서 액체와 기체의 상 분리가 없는 경우, 주어진 온도와 압력에서 가장 안정된 상을 결정하는 방법.
• 안정된 상에 대한 규칙
• 상 경계의 위치와 모양
• 적절한 열역학 함수

4.3 전형적인 상평형 그림

• 주어진 온도와 압력에서 물질의 안정된 상을 보여주는 그림.
• 서로 다른 상들이 공존하는 조건.
• 상 경계의 특징

4.4 안정도에 영향을 주는 조건

• 화학 퍼텐셜(μ)이 온도와 압력에 따라 어떻게 변화하는지.
• 만약 화학 퍼텐셜이 온도에 따라 감소하면 온도가 올라감에 따라 상전이는 더 자발적이다.
• 만약 화학 퍼텐셜이 압력에 따라 증가하면 압력이 증가함에 따라 상전이는 더 자발적이다.

4.5 상 경계의 위치

• 상경계의 기울기는 상전이의 열역학적 특성을 나타냄.
• 클라페이론 방정식(Clapeyron Equation)을 사용하여 상경계의 기울기를 계산.
• 상 경계의 위치는 물질의 상전이에 필요한 열역학적 조건에 의존한다.

4.6 Ehrenfest의 상 전이 분류

• Ehrenfest의 분류법은 상전이의 특성에 따른 분류법.
• 상전이 과정에서 물리적 성질의 변화에 따른 분류 기준.
• 상전이 종류(1차, 2차)를 분류하기 위한 열역학적 기준.