얼음 주변의 주변 온도가 상승하면 얼음의 온도도 상승합니다. 그러나이 온도의 꾸준한 상승은 얼음이 녹는 점에 도달하자마자 멈 춥니 다. 이 시점에서 얼음은 상태의 변화를 거쳐 액체 물로 변하고 모든 것이 녹을 때까지 온도가 변하지 않습니다. 간단한 실험으로 이것을 테스트 할 수 있습니다. 뜨거운 차에 얼음 컵을두고 온도계로 온도를 모니터링합니다. 얼음물은 모두 녹을 때까지 서리가 내린 화씨 32도 (섭씨 0도)를 유지합니다. 이런 일이 발생하면 물이 차 내부에서 열을 계속 흡수하기 때문에 급격한 온도 상승을 알 수 있습니다.
TL; DR (너무 긴; 읽지 않음)
얼음을 가열하면 온도가 상승하지만 얼음이 녹기 시작하면 모든 얼음이 녹을 때까지 온도가 일정하게 유지됩니다. 이것은 모든 열 에너지가 얼음의 결정 격자 구조의 결합을 깨뜨리기 때문에 발생합니다.
위상 변화는 에너지를 소비합니다
얼음을 가열하면 개별 분자가 운동 에너지를 얻지 만 온도가 녹는 점에 도달 할 때까지 결정 구조에있는 결합을 끊을 에너지가 없습니다. 열을 추가하면 경계 내에서 더 빠르게 진동하고 얼음의 온도가 올라갑니다. 임계점 (녹는 점)에서 자유로울 수있는 충분한 에너지를 얻습니다. 그럴 때 얼음에 추가 된 모든 열 에너지는 H에 흡수됩니다.2O 분자는 위상을 변경합니다. 결정 구조에서 분자를 보유하는 모든 결합이 끊어 질 때까지 액체 상태의 분자의 운동 에너지를 증가시킬 수있는 것은 없습니다. 결과적으로 모든 얼음이 녹을 때까지 온도는 일정하게 유지됩니다.
물을 끓는점까지 가열해도 똑같은 일이 일어납니다. 물은 온도가 212F (100C)에 도달 할 때까지 가열되지만 모두 증기가 될 때까지 뜨거워지지 않습니다. 액체 물이 끓는 팬에 남아있는 한 물의 온도는 그 아래의 불꽃이 아무리 뜨거워도 212F입니다.
녹는 점에 평형이 존재한다
녹은 물이 얼음이있는 한 뜨거워지지 않는 이유가 궁금 할 것입니다. 우선, 그 진술은 정확하지 않습니다. 얼음 하나가 들어있는 물이 가득 찬 큰 팬을 가열하면 얼음에서 멀리 떨어진 물이 뜨거워지기 시작하지만 아이스 큐브의 직접적인 환경에서는 온도가 일정하게 유지됩니다. 왜 이런 일이 발생하는지 이해하는 한 가지 방법은 일부 얼음이 녹는 동안 얼음 주변의 일부 물이 다시 얼고 있다는 사실을 깨닫는 것입니다. 이것은 온도를 일정하게 유지하는 데 도움이되는 평형 상태를 만듭니다. 점점 더 많은 얼음이 녹을수록 녹는 속도는 증가하지만 모든 얼음이 사라질 때까지 온도가 올라가지 않습니다.
더 많은 열 또는 약간의 압력 추가
충분한 열을 추가하면 더 많거나 적은 선형 온도 상승을 생성 할 수 있습니다. 예를 들어, 모닥불 위에 얼음 팬을 놓고 온도를 기록합니다. 열의 양이 녹는 속도에 영향을 미치기 때문에 녹는 점에서 많은 지연을 느끼지 못할 것입니다. 충분한 열을 가하면 얼음이 저절로 녹을 수 있습니다.
물을 끓이는 경우 압력을 가하여 냄비에 남아있는 액체의 온도를 높일 수 있습니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 밀폐 된 공간에 증기를 가두는 것입니다. 그렇게함으로써 분자가 상을 바꾸는 것을 더 어렵게 만들고 물의 온도가 끓는점을 지나서 상승하는 동안 액체 상태를 유지하게됩니다. 이것이 바로 압력솥의 아이디어입니다.