얼음이 녹는 것은 흡열인가요 아니면 발열인가요? (그리고 왜?)

얼음이 녹는 것은 흡열 과정 입니다. 물 분자를 서로 묶고 있는 수소 결합을 끊으려면 에너지가 열의 형태로 흡수되어야 합니다. 이 에너지는 주변 환경에서 가져오며 이로 인해 온도가 감소합니다.

뭐, 그냥 간단한 대답이었습니다. 하지만 이 주제에 대해 개념을 매우 명확하게 하기 위해 알아야 할 몇 가지 사항이 더 있습니다.

그럼 바로 시작해 보겠습니다.

얼음이 녹는 것은 왜 흡열 과정인가요?

얼음이 녹는 것은 흡열 과정입니다. 물 분자 사이의 인력을 극복하고 얼음의 고체 격자 구조를 분해하기 위해 환경으로부터 열 에너지를 흡수해야 하기 때문입니다.

얼음과 같은 고체에서는 물 분자가 분자간 힘에 의해 결합되어 규칙적이고 질서정연한 패턴으로 배열됩니다. 얼음 속의 물 분자 사이의 이러한 인력은 상대적으로 강하여 분자를 고정된 위치에 유지하고 고체 상태를 유지합니다.

얼음에 열을 가하면 물 분자가 에너지를 흡수합니다. 이렇게 증가된 에너지로 인해 분자는 더 격렬하게 진동하게 되고 고체 구조를 함께 유지하는 분자간 힘이 약화됩니다. 결과적으로 얼음이 녹기 시작하여 액체 상태로 변합니다.

이 과정에서 흡수된 열에너지는 물질의 운동에너지나 온도를 높이기보다는 분자간 힘을 극복하는 데 사용됩니다.

이것이 고체에서 액체로 상이 변하는 동안 열이 추가되더라도 온도가 일정하게 유지되는 이유입니다. 흡수된 열에너지는 물 분자 사이의 결합을 끊고 고체 얼음을 액체 물로 변환하는 데 사용됩니다.

핵융합 과정에는 환경으로부터 열에너지가 유입되어야 하므로 흡열 과정으로 간주됩니다. “흡열”이라는 용어는 “열을 흡수하는 것”을 의미하며 얼음이 녹는 것이 그러한 과정의 예입니다.

얼음이 녹는 것은 열 에너지를 환경으로 방출하지 않기 때문에 발열 과정이 아닙니다 . 대신, 얼음을 서로 붙잡고 있는 힘을 극복하고 얼음을 액체 상태로 만들기 위해서는 환경으로부터 열에너지를 유입해야 합니다.

얼음이 녹으면 고체에서 액체로 상변화가 일어납니다. 이 과정에서 얼음에 공급된 에너지는 고체 네트워크를 함께 묶는 분자간 힘을 분해하는 데 사용됩니다.

에너지는 전환에 필요한 잠열의 형태로 얼음에 흡수됩니다. 결과적으로 환경은 과도한 열 에너지를 받지 않으며 이 과정은 흡열로 간주됩니다.

발열 과정에서 에너지가 환경으로 방출됩니다. 이는 수증기가 응축하여 액체 물을 형성하거나 액체 물이 얼어 얼음을 형성하는 경우와 같이 물질이 반대 방향으로 상 변화를 겪을 때 발생합니다.

두 경우 모두 에너지는 열의 형태로 환경으로 방출됩니다. 그러나 얼음이 녹을 때 열에너지가 필요하고 방출되지 않으므로 흡열 과정이 됩니다.