잠열

잠열 (Latent Heat)은 물질의 상태가 변화할 때(예: 고체에서 액체로, 액체에서 기체로), 온도 변화 없이 흡수 또는 방출되는 열에너지이다. 상전이 과정 동안, 흡수 또는 방출되는 에너지는 분자 간의 결합을 끊거나 형성하는 데 사용되므로 물질의 온도는 변하지 않는다. 잠열은 물질의 종류와 상태 변화의 종류에 따라 달라진다.

종류:

• 융해열 (Heat of Fusion): 고체가 액체로 변할 때 흡수되는 잠열. 예를 들어, 얼음이 녹을 때 흡수되는 열.
• 기화열 (Heat of Vaporization): 액체가 기체로 변할 때 흡수되는 잠열. 예를 들어, 물이 끓을 때 흡수되는 열.
• 승화열 (Heat of Sublimation): 고체가 기체로 직접 변할 때 흡수되는 잠열. 예를 들어, 드라이아이스가 승화할 때 흡수되는 열.
• 응고열 (Heat of Solidification): 액체가 고체로 변할 때 방출되는 잠열 (융해열과 크기는 같고 부호는 반대).
• 액화열 (Heat of Condensation): 기체가 액체로 변할 때 방출되는 잠열 (기화열과 크기는 같고 부호는 반대).
• 결빙열 (Heat of Freezing): 액체가 고체로 변할 때 방출되는 잠열 (응고열과 동의어).

단위:

잠열의 단위는 일반적으로 J/kg (줄/킬로그램) 또는 kJ/kg (킬로줄/킬로그램)으로 표현된다. 이는 단위 질량당 흡수 또는 방출되는 에너지를 나타낸다.

예시:

물의 기화열은 2260 kJ/kg이다. 즉, 1kg의 물을 100°C에서 수증기로 변화시키는 데 2260 kJ의 열에너지가 필요하다. 이 과정에서 물의 온도는 100°C로 일정하게 유지된다.

활용:

잠열은 다양한 분야에서 활용된다. 예를 들어, 냉방 시스템은 냉매의 기화열을 이용하여 열을 흡수하고, 난방 시스템은 물의 응고열을 이용하여 열을 방출한다. 또한, 기상 현상이나 생물학적 과정에서도 잠열이 중요한 역할을 한다.