새롭게 문을 연 <LG화학 용어 사전> 시리즈에서는 1화로 화합물에 연계된 용어, 혼합물, 폴리머와 모노머 등의 뜻을 알아보고 세밀하게 살펴봤습니다. 짧게 지난 용어를 떠올려볼까요? 화합물은? 두 가지 이상의 원소가 화학적으로 결합해 이루어진 물질을 말합니다. 비슷하게 느껴지지만 혼합물은 두 가지 이상의 원소가 화학적 결합 없이 물리적으로 단순히 섞인 상태를 뜻합니다. 이어지는 두 번째 시간인 2화에서는 화합물에서 한 발짝 더 나아가 상변화에 대한 이야기와 상변화에 연계된 용어를 풀어 보겠습니다.
물질은 온도나 압력 등에 의해 고체의 상태를 띠거나 액체 혹은 기체의 상태를 띱니다. 물을 생각해 볼까요? 온도가 낮거나 압력이 높을 경우 물은 얼음이나 눈이 되어 고체의 상태를 띱니다. 그러다 온도가 낮아지면 고체인 눈은 액체인 물 즉, 비가 되어 내리지요. 액체인 물이 열을 흡수하면 기체인 수증기가 됩니다. 이렇게 어떤 한 물질이 고체, 액체, 기체 중 한 상태를 띠다가 온도나 압력 등에 의해 다른 상태로 변화하는 걸 상변화라고 합니다.
액체인 물이 온도를 잃고 고체인 얼음이 되었다면? 액체에서 고체로 상변화가 일어났다고 말합니다. 상변화는 우리 일상에서 자주 접하는 화학 현상 중 하나입니다. 고체인 초콜릿이 녹아 액체가 되거나 고체인 드라이아이스가 녹아 기체가 되는 등 상변화의 예는 우리 생활에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 조금만 관심을 가진다면 우리의 삶 속에 과학이 함께 하고 있음을 눈치챌 수 있습니다.
상변화를 조금 더 자세히 살펴보겠습니다. 고체에서 액체가 되는 현상을 융해라고 합니다. 고체인 물질이 에너지를 얻어 액체로 상태가 변화한 것이지요. 액체인 물질이 에너지를 얻어 기체로 상변화함을 가리키는 용어도 있습니다. 바로 기화입니다.
고체에서 액체로 상변화한 현상을 융해라 하고 액체에서 기체로 상변화한 현상을 기화라고 한다면 그 반대 현상을 지칭하는 용어도 있을까요? 네, 물론 있습니다. 바로 응고와 액화입니다. 응고는 액체에서 고체로 상변화한 현상을 말하며 액화는 기체에서 액체로 상변화한 현상을 말합니다. 응고와 액화는 아마 더 친숙한 용어일 텐데요. 응고의 예로 고깃국이 식어 국 위에 기름이 굳는 현상을 떠올리시면 됩니다. 액화는 욕실 거울이 뿌옇게 흐려지고 물방울이 맺히는 현상을 예로 들 수 있습니다. 또 한 가지! 소개할 상변화 관련 용어가 있습니다. 바로 승화입니다. 고체에서 바로 기체가 되는 상변화도 일어나는데요. 이를 승화라고 합니다. 승화의 예로 아이스크림 포장 때 쓰는 드라이아이스를 들 수 있습니다.
고체, 액체, 기체는 각각 분자들이 배치가 다른데요. 고체는 액체에 비해 분자들의 배치가 규칙적이고 분자의 운동이 제한적입니다. 반면 액체는 고체에 비해서는 분자들이 불규칙적으로 배열되어 있고 분자끼리 결합력이 약하여 자유롭게 움직일 수 있습니다. 기체는 액체보다도 분자와 분자 사이가 멀고 움직임은 매우 활발합니다. 부피 또한 다른데요. 고체가 가장 부피가 작고 단단하며 그다음으로 액체, 가장 마지막으로 부피가 크고 분자들끼리 거리가 먼 상태는 기체입니다.
고체, 액체, 기체의 상태에 대한 이야기와 융해, 기화, 응고, 액화, 승화의 개념이 뚜렷하게 그려지시나요? 그 그림 위에 한 가지를 더하겠습니다. 바로 잘 알려지지 않은 상태, 플라스마(Plasma)입니다.
플라스마는 고체, 액체, 기체와는 다른 상태인데요. 기체와 비슷하지만 전류가 흐르는데요. 전자가 느슨하게 떠있고 물질의 입자는 전하를 띱니다. 기체 상태에 고전압 혹은 빠른 주파수로 양극과 음극을 바꾸는 방법으로 에너지를 줄 경우 플라스마가 됩니다. 플라스마의 예로 번개, 네온사인, 오로라 등을 들 수 있는데요. LCD 텔레비전에 사용되는 액정도 플라스마입니다. 플라스마는 물질의 제4상태로 불리기도 합니다.
여기까지 상변화의 뜻을 알아보고 상변화와 관련된 여러 용어를 알아보았는데요. 앞서 미처 소개하지 못한 연계 용어도 함께 알려 드립니다.
상태변화 : 에너지를 흡수하고 방출하는 상태에 따라 고체, 액체, 기체로 변하는 현상을 말한다. 상변화와 동일한 뜻으로 쓰인다.
용융 : 인위적으로 열 또는 에너지를 가해 고체에서 액체로 상변화되는 현상을 말한다.
응결 : 기체가 액체로 상변화 되는 현상을 말하며 응축이라고도 일컫는다.
증발 : 기화되는 현상을 말한다.
융해열 : 고체가 액체로 상변화 될 때 필요한 에너지를 말하며 용융열, 녹음열이라고도 한다.
기화열 : 액체가 기체로 상변화 될 때 필요한 에너지를 말하며 증발열이라고도 일컫는다.
승화열 : 기체가 바로 고체로 상변화 될 때 필요한 에너지를 말한다.
녹는점 : 고체가 액체로 상변화 되는 온도를 일컫는다. 융점, 용점, 용융점, 융도, 융해 온도, 융해점이라고도 지칭한다.
끓는점 : 액체가 기체로 상변화 되기 시작하는 온도를 말한다. 흔히 끓기 시작하는 온도라고 한다. 비등점, 비점, 증기점이라고도 부른다.
어는점 : 액체가 고체로 상변화 되는 온도를 가리킨다. 결빙점, 동결점, 빙점, 얼음점이라고도 한다.
열융합 : 고체인 물질이 액체로 변화하는 현상, 이때 필요한 에너지를 말한다.
물질의 변화, 상변화에 대한 이해에 조금이라도 도움이 되었길 바라봅니다. 그럼 다음 시간에는 화학 반응과 화학 반응에 관련된 용어를 소개하겠습니다.
참고 : LG화학 <용어 사전> 사이트, <일상적이지만 절대적인 화학지식 50>
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