상전이: 두 판 사이의 차이

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[[열역학]] 또는 [[통계물리]]에서 '''상전이'''(한자: 相転移 영어:phase transition) 또는 '''상변화, 상변태, 상바뀜'''(한자:相변화 영어:phase change)은 열역학적인 방법으로 한 [[상 (물리)|상]]에서 다른 상으로 바뀌는 것을 뜻한다. 열역학적인 변수(온도 등)를 바꾸어주면 상이 바뀌며, 이 때이때 보통 어떤 물리적 성질(예를 들면 [[점성]], [[비열]] 등)이 급격하게 바뀐다. 상전이라는 개념은 주로 물리학에서 나온 것이지만, [[복잡계]]를 설명할 때에도 사용된다. 즉, 물리학적인 계뿐만이 아니라 생물학적, 사회학적인 계에서도 상전이라는 개념을 사용한다.
 
== 상전이의 분류 ==
[[에렌페스트]]가 분류한 상전이는 고전적인 상전이 분류라 한다. 이는 [[자유 에너지]]의 몇 차 미분에서 [[불연속점]]이 있는가를 통한 분류법이다. 그러나 어떤 계에서는 미분이 발산하는 경우가 있어 제한적이다. 현대적인 상전이의 분류는 다음과 같다.
 
1차 상전이에는 [[잠열]](숨은열, Latent Heat)이 관계되어 있다. 상이 바뀔 때, 일정한 양(일반적으로 많은 양)의 잠열을 흡수하거나 내보낸다. 이러한 잠열의 교환이 크기 때문에, 1차 상전이에서는 계 전체가 한꺼번에 상을 바꾸는 것이 아니라, 부분부분 상이 바뀌는 "상이 혼합된 상태"가 된다. 대표적인 예로 끓는 물이 있다. 물이 끓는것은 물 전체가 한꺼번에 수증기로 바뀌는 것이 아니고 국소적으로 물이 수증기로 바뀌는 것이다. 이 때문에 물이 끓는다. 이 때이때 물과 수증기는 [[열평형]]을 이룬다. 이런 상이 혼합된 상태는 일반적으로 기술하기가 어렵다.
 
2차 상전이에서는 잠열이 없기 때문에 상이 연속적으로 바뀐다. 수증기는 압력을 서서히 가해 주면 응축하여 물이 된다. 이는 열에 의해 끓고 식는 것과 다른 현상이다. 따라서 끓는 물에 압력을 가해 주면 나중에는 물과 수증기가 구별이 없어지는 상태가 된다. 이러한 상태를 [[임계점]]이라고 한다. 2차 상전이는 이 임계점 위의 상변화를 말한다.