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액체로부터 증기로 바뀌는 정압 경로를 밟는 순수한 물질에 대한 깁스 자… | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 21년 3회차
액체로부터 증기로 바뀌는 정압 경로를 밟는 순수한 물질에 대한 깁스 자유에너지(G)와 절대온도(T)의 그래프를 옳게 표시된 것은?
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해설

정압에서 액체가 증기로 바뀔 때 G는 끊기지 않고 이어지면서 증기 쪽 기울기가 더 가파르게 내려가는 그래프가 옳다.

dG = −S dT + V dP 에서 정압이면 (∂G/∂T)P = −S 이고 S > 0 이므로, G는 온도가 오를수록 계속 감소한다.

기화는 1차 상전이라 두 상이 공존하는 지점에서 몰 Gibbs 에너지가 같다(G액체 = G증기). 따라서 전이 온도에서 곡선은 위아래로 뛰지 않고 기울기만 꺾인다.

다만 S증기 ≫ S액체 이므로 전이점을 지나면 기울기 −S의 크기가 커져 증기 구간이 더 급한 내리막이 된다. 전이점에서 G가 불연속으로 뚝 떨어지는 그림, 온도에 따라 G가 증가하는 그림, 가열 방향과 반대로 왼쪽에 증기·오른쪽에 액체를 붙인 그림은 모두 맞지 않는다.

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