유리 전이

유리 전이(琉璃轉移, 영어: glass transition)는 액체 따위를 냉각할 때, 그 물질 고유의 온도 영역에서 고무 같은 상태로 빠르게 굳어버리는 현상이다. 유리 전이 온도 T_g는 언제나 현존하는 결정체 물질의 녹는점 T_m보다 낮다.

개요

일반적으로 액체는 고체에 비해 더 무질서하기 때문에 더 높은 엔트로피를 갖는다. 그런데 액체가 과냉각되면 동일한 온도에 대해 액체상과 고체상의 두 상이 존재할 수 있게 되고, 이 두 상 사이의 엔트로피 차이는 온도가 낮아짐에 따라 점점 작아진다. 유리 전이 온도 이후 과냉각액체의 비열을 외삽하면 두 상의 엔트로피 차이를 얻을 수 있는데, 실제로 계산을 해보면 이 차이가 0이 되는 온도(카우즈먼 온도)가 존재하며 만약 액체가 카우즈먼 온도보다 낮은 온도까지 과냉각된다면 고체 결정보다 낮은 엔트로피를 가지게 되므로 역설이 발생한다.

카우즈먼의 역설

카우즈먼의 역설(Kauzmann's paradox)은 열역학에서 과냉각된 액체가 그에 대응되는 고체보다 낮은 엔트로피를 가질 수 있다는 역설이다. 이 역설은 1948년 화학자 월터 카우즈먼(Walter Kauzmann)에 의해 처음 발표되었다.

한 가지 해결책은 온도가 카우즈먼 온도에 도달하기 전에 반드시 상전이가 일어난다고 가정하는 것이다.

같이 보기

• 비결정성 고체