상변화 [phase change/phase transition, 相變化]

<상변화 1>

물질이 하나의 상에서 다른 상으로 변화하는 현상. 상전이와 같은 말이다. 상태 변화의 다른 말이다. 고체에 열을 가하면 액체로 변하고, 액체에 열을 가해 기체로 변하는 것을 상변화라고 한다. 기체가 액체로 변하는 액화, 액체가 기체로 변하는 기화, 그리고 고체가 액체의 과정을 거치지 않고 바로 기체로 변하거나 기체가 바로 고체가 되는 승화 등이 있다. 이 밖에도 온도, 압력, 자기장 등의 외적 조건에 따라 변하기도 한다.

<상변화 2>

상변화는 변화에 의해 일어나는 여러 가지 물리량의 불연속의 정도에 따라 분류된다. 보통 관측되는 상변화에는 1차 상변화·2차 상변화의 두 종류가 있다. 1차 상변화는 엔트로피·부피·결정구조 등에 불연속적인 변화가 일어나므로 변화할 때에 열의 발생 또는 흡수를 수반하거나 부피변화(밀도변화) 등이 일어난다. 임계압력(臨界壓力) 이하의 일정한 압력 하에서 기체의 온도를 내리면 어느 온도에서 액화(液化)가 시작되는 것이 그 예이며, 기체상(氣體相)     액체상(液體相) 변화(응축·증발), 액체상     고체상(固體相) 변화(응고·융해), 다형변화(多形變化) 등이 있다. 여기서 다형변화는 주석·코발트 같이 하나의 결정이 몇 종류의 안정구조 또는 준(準)안정구조를 가지고 있어 일정한 온도를 경계로 하여 가장 안정한 구조로 변화하는 것이다.

2차 상변화는 엔트로피·부피 등에 연속적인 변화가 일어나지만 이들의 양이 매우 적은 부분에서 불연속적인 변화가 일어나므로 현상적으로는 변화할 때에 비열·열팽창계수·압축률 등에 불연속적인 변화가 일어난다. 헬륨 I     헬륨 II 변화, 초전도변화(超傳導變化) 등이 그 예이다. 2차 상변화에서 공통적 인 특정은 낮은 온도 쪽의 종류에 질서성(秩序性)이 나타난다는 점이다. 한편 상변화는 열역학적으로는 각 상에 대해 정의되는 열역학적 포텐셜보다 작은 방향으로 변화가 일어난다.

상변화