[열역학 개념의 해설] 기포점과 이슬점

본 포스팅은 여상도 교수님께서 지으신 '열역학 개념의 해설' 중 제29장 '기포점과 이슬점' 내용 요약 및 개인적인 생각을 덧붙여 작성한 것입니다.

29. 기포점과 이슬점

기포점(Bubble point)은 액체상이 기체상으로 변화할 때 기포가 생성되는 지점을 뜻하고, 이슬점(Dew point)은 기체상이 액체상으로 변화할 때 이슬이 생성되는 지점을 뜻한답니다. 일반적으로 기포와 이슬을 발생시키는 원인으로, 온도만을 생각하게 되는데요. 사실은 온도뿐만 아니라 압력, 혼합물의 경우에는 조성에 의해서도 기포와 이슬이 발생될 수 있답니다. 

 

먼저, 순수한 상태의 물을 생각해볼까요? 대기압 하에 있는 물의 온도가 100도까지 오르면 기포가 발생하듯이, 승온 시키면 기포점에 도달하게 된답니다. 반면 상온에 있는 물을 0.03 bar까지 감압시켜도 기포가 발생한답니다. 즉, 감압을 시켜면 기포점에 도달하는 것을 알 수 있습니다. 정리하면, 순물질일 경우에는 온도가 오르고 압력이 낮아지면 기포점에 도달하고, 온도가 내려가고 압력이 높아지면 이슬점에 도달한답니다.

한편, 순물질인 경우에는 상변화 시 온도, 압력이 변하지 않고, 기포점과 이슬점 또한 같은데요. 혼합물인 경우에는 상변화시 온도, 압력이 변하고, 기포점과 이슬점이 다르다는 특징이 있답니다. 기포점은 끓기 시작하는 지점이고, 이슬점은 이슬이 맺히기 시작하는 지점이기 때문에, 혼합물에서는 일반적으로 기포점의 온도가 이슬점의 온도보다 낮은데요. 예외적으로 공비혼합물(azotropic mixture)의 경우에는 기포점과 이슬점이 동일하고, 액체 상에서의 조성과 기체 상에서의 조성도 동일하답니다. 

 

또한, 혼합물의 경우 기포점과 이슬점은 조성의 영향도 받는데요. 혼합물의 성분 중 휘발성 물질의 조성이 증가하면 기포점과 이슬점 모두 낮아지게 된답니다. 

 

정리하면, 기포점과 이슬점은 온도, 압력, 조성의 함수로서 물질의 상변화가 시작되거나 종료되는 지점을 나타낸답니다.

 

그럼 열열학 개념의 해설, 기포점과 이슬점 포스팅을 마치겠습니다.