온도절대온도 및 상대온도의 개념과 물의 삼중점 (Water Triple Point) 정의

절대온도와 상대온도의 개념

절대온도°K  와 상대온도 ℃

1. “-273℃= 0°K”

2. 캘빈은 열역학 창시자, (Lord Kelvin; 1824~1907)

3. 국제적 공용단위

섭씨와 켈빈만 국제적 공용단위입니다.

절대영도를 이해하시면, 절대온도는 저절로 알게 될 수 있죠.

물은 끓는점이 100℃이죠?

그 물에게서 100℃ 의 열을 빼앗을 경우 물은 어는점 0℃ 에 도달하여 얼음이 됩니다.

그리고 그 얼음에서 계속해서 열을 빼앗으면

얼음은 영하 100℃, 영하 20℃ , 계속 영하로 내려갑니다...

계속해서 열을 빼앗으면 섭씨 영하 100℃ , 영하 200℃ , 영하 250℃ ... 그리고 결군엔 영하 273℃ 로 내려갑니다.

그런데 섭씨 영하 273℃ 에 이르면 과학자들은 더 이상 물질로부터 열을 빼앗지 못한다는 것을 알게 되었습니다.

이 상태를 절대온도, 또는 캘빈영도(0°K)라고 합니다.

물의삼중점. WTP, ITS-90의 정의

Water Triple Point

1. 액체, 고체, 기체 3가지 상이 존재하는 포인트

2. 삼중점: 0.006기압에서 0.01˚C, 273.16 K

3. ITS-90에서 273.16 K (0.01 ℃)으로 정의

4. 임계점: 액체와 기체를 구별할 수 없는 상태

     ,374.2˚C

5. 상태변화, 상변화: 고체 -> 액체-> 기체 

물의 삼중점 셀은 공기가 없는 고순도 물을 유리 용기에 담은 것으로 셀 내부에 얼음이 생기면 물, 얼음 및 수증기가 공존하는 삼중점 상태가 됩니다.

이때의 온도를 "국제온도눈금－90 에서 273.16 K (0.01 ℃)으로 정의" 했습니다.

> 물의 삼중점은 열역학적 온도의 단위인 켈빈(K)을 정의하는 기본 고정점이므로 온도의 원기

> 이 삼중점은 온도계를 세밀하게 보정할 때 사용되는 온도계의 기준점

> 정확히는 물이 어는 온도는 0.01도

> 두가지 이상의 상을 얻기 위해서는 압력이나 온도만 각각 변화시켜서는 안되고 압력과 온도를 적당히 동시에 변화시킨다면 두 상에 있는 물질을 얻을 수 있음

• 액체와 기체의 두 상태를 서로 . 도·압력에서는 기체와 액체가 되는 물질도 임계점(supercritical point) 이라고 불리는 일정한 고온·고압의 한계를 넘으면 증발 과정이 일어나지 않아서 기체와 액체의 구별을  할 수 없는 상태, 즉 임계상태가 됩니다. 이 상태에 있는 물질을 초임계유체라고 합니다. 분간할 수 없게 되는 임계상태에서의 온도와 이 때의 증기압으로 374.2℃ 입니다.
• 냉각할 경우, 기체는 액체, 고체 
• 온도를 높일 경우, 액체와 고체는 기체로 상태변화가 됩니다. 경우, 고체, 액체, 기체가 공존하는 삼중점에서 냉각할 경우 기체가 점점 액체와 고체가 되며 가열할 경우 고체와 액체가 점점 기체가 됩니다.  또한 압력을 가하면 기체와 액체가 고체로 되며 (물의 상황은 특별함으로 아랫글 참조) 압력을 낮추면 고체와 액체가 기체로 변합니다. 상평형을 이루는 곡선들은 대개 압력이나 온도축에 평행하지 않은 각도로 삼중점에 접하기 때문입니다.'