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» The Triple Point Condition for Sublimation

The Triple Point Condition for Sublimation

1880
  • Josiah Willard Gibbs
열역학에서 승화 및 상 전이를 보여주는 실험실 장치입니다.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

Sublimation, the direct phase transition from solid to gas, occurs at temperatures and pressures below a substance’s 트리플 포인트. The triple point is the unique 열역학적 고체, 액체, 기체상이 평형 상태로 공존할 수 있는 상태를 삼중점이라고 합니다. 상평형 그림에서 승화 곡선은 원점에서 시작하여 삼중점에서 끝나며, 고체상과 기체상을 구분합니다.

삼중점 개념은 열역학의 초석이며, 조시아 윌라드 깁스의 상률로 공식적으로 기술되었습니다. 상률 [latex]F = C �P + 2[/latex]는 시스템의 자유도(F)와 구성 성분(C) 및 평형 상태에 있는 상의 수(P) 사이의 관계를 나타냅니다. 순수 물질(C=1)의 경우, 세 가지 상이 공존한다면(P=3), 자유도는 F = 1 �3 + 2 = 0이 됩니다. 이는 상태가 불변하며, 오직 특정한 온도와 압력의 조합, 즉 삼중점에서만 존재할 수 있음을 의미합니다.

물질의 상평형 그림은 물질의 각기 다른 상이 안정적으로 존재하는 조건을 그래프로 나타낸 것입니다. 일반적으로 압력과 온도의 관계를 그래프로 표현하며, 고체, 액체, 기체 영역으로 상 경계를 통해 구분됩니다. 고체와 기체 영역을 나누는 선이 승화 곡선입니다. 이 선 위의 모든 점은 고체와 기체가 평형을 이루는 상태를 나타냅니다. 고체 상태에서 시작하여 일정한 온도에서 압력을 낮추면, 이 선을 넘는 지점에서 승화가 일어납니다. 마찬가지로, 삼중점 압력보다 낮은 압력에서 고체를 가열하면 승화가 일어납니다. 물의 삼중점은 0.01°C(273.16K)에서 611.657Pa의 압력입니다. 이 값보다 낮은 압력에서는 가열 시 얼음이 액체 상태를 거치지 않고 바로 수증기로 승화됩니다. 이 원리는 동결건조와 같은 공정의 기본 원리입니다. 동결건조는 고온의 손상 없이 효율적으로 수분을 제거하기 위해 냉동된 물질에 낮은 압력을 가하는 공정입니다.

UNESCO Nomenclature: 2210
열역학

유형

추상 시스템

분열

기초적인

용법

널리 사용됨

전구체

  • 앙투안 라부아지에의 물질의 상태에 관한 연구
  • development of the kinetic theory of gases by clausius and maxwell
  • 열역학 법칙의 공식화
  • 물의 끓음이나 얼음의 녹음과 같은 상변화에 대한 초기 관찰

응용 프로그램

  • 식품 및 의약품의 동결건조(lyophilization)
  • 우주 진공 상태에서 혜성 꼬리 형성 과정을 이해하기
  • 서리 형성(침전)
  • 진공 승화를 이용한 화학 화합물 정제
  • 드라이아이스 제조

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 용어: 승화, 삼중점, 상평형 그림, 상전이, 열역학, 압력, 온도, 깁스 상률, 고체, 기체.

역사적 맥락

The Triple Point Condition for Sublimation

1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883
1884
1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1885

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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