기화열이란?

기화의 엔탈피라고도하는 기화열 ΔH _vap 은 비등점에서 액체를 증기로 변환하는 데 필요한 에너지의 양입니다. 이 에너지는 온도 상승으로 인한 구성 요소와 무관합니다. 기화열은 종종 대기압과 비등점에서 측정되지만, 항상 그런 것은 아닙니다. 액체의 끓는점은 주변 압력에 따라 달라지고 기화열은 그 압력에 의존하기 때문에 액체의 기화열은 온도에 의존해야합니다. 2 차원 (2-D) 그래프는 대부분의 일반적인 액체에 대한 간단한 거의 포물선 관계를 나타냅니다.

비등 또는 기화 과정을 완전히 이해하려면 고려해야 할 많은 영향이 있습니다. 이들 중에는 반 데르 발스의 힘 (최소한 런던 분산력을 포함 함) 및 적용 가능한 경우 훨씬 더 강한 수소 결합력과 같은 분자간 결합력이있다. 가스를 팽창시키기 위해 필요한 작업이 포함되어야합니다. 또한, 대부분의 경우 액체의 잠재적 에너지는 가스의 운동 에너지로 변환되었습니다. 이 운동 에너지가 모두 변환 에너지의 형태로 존재한다고 가정하는 것은 잘못입니다. 그것의 일부는 회전 에너지와 진동 에너지가됩니다.

좀 더 기본적인 수준에서, 2006 년 Fluid Phase Equilibria 저널에 처음 설명 된 하나의 개념적 모델이 유망합니다. 이 모델에서 45 가지 요소에 대한 경험적 데이터는 두 가지 가정이 이루어 졌을 때 잘 일치했습니다. 액체 표면은 유연하고 입자는 모든 잠재 에너지를 사용하여 이탈을 차단하는 입자 (표면 저항)를 제거합니다. 이 연구에서는 주변 액체에 입자를 담을 수있는 최대 표면적이 계산에 사용되었습니다. 계산과 현실 사이의 작은 편차는 원자에 대한 하드볼 구 근사와 같은 근사로 설명되었습니다.

기화열은 산업용 증류 장치에서 상당히 중요합니다. 증기 가열 플랜트의 설계 및 기능에서와 같이 증기압을 고려해야하는 상황에서도 중요합니다. 이와 관련하여 특별한 관심을 나타내는 수학적 표현은 Clausius-Clapeyron 방정식입니다. 이 방정식은 기화열과 시스템 압력 및 온도를 결합합니다. 하나의 특정 온도 및 증기압으로부터 식을 사용하여, 다른 온도에서 제 2 증기압이 결정될 수있다.