1. 증기의 기본

   1. 물의 상

2. 대부분의 물질은 고상, 액상, 기상으로 불리는 3종류의 물질 상태로 존재합니다.
   그러한 상에 있는 물질을 각각 고체, 액체, 기체로 부릅니다. 물의 경우는 얼음, 물, 증기라는 말이
   각각 고체, 액체, 기체에 해당합니다. 증기 특성을 알기 위해서는 물질 분자 구조에 대해
   그 개요를 이해하고 각각을 얼음, 물, 증기에 비유하여 생각하면 알기 쉬울 것입니다.
   분자 구조라는 것은 분자가 전기적으로 결합해 있는 것으로 생각하면 이해하기 쉬울 것입니다.

    

   분자라는 것은 그 물질이 가지는 모든 화학적 특성을 가지는 최소 단위입니다. 물 분자는
   2개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 구성된 화합물로, 그 화학식은 H2O로 표기합니다.
   지구에 물이 존재하는 이유는 수소와 산소 모두가 우주에 가장 풍부하게 존재하는 원소이기 때문입니다.
   탄소도 그와 같은 원소의 하나로, 유기물을 구성하는 주요 원소이기도 합니다. 분자 움직임 그 물질의 물리상태(상)에 따라 결정 됩니다.

    

   1. 얼음(고체)

      얼음 분자는 근접해서 서로 당기면서 단단히 결합한 상태로, 정연한 격자형 구조를 띄고 있습니다.
      각 분자는 그 결합부 부근의 작은 범위내에서 움직이는(진동하고 있음) 것에 불과합니다. 여기에 
      열을 가하면 진동이 강해지고, 결국에는 일부 분자간 결합이 파괴되어, 고체에서 액체로 녹기 시작합니다(융해)이 융해할 때 온도를 융해점이라고 합니다.

       

      융해점은 대기압에서 0℃이며, 압력이 높아지면 융해점도 높아집니다. 물 분자가 격자 상태의 결합이
      파괴되어 융해할 동안은 온도는 얼음 온도 상태를 유지하기 때문에 가해진 열은 모두 융해에 소비됩니다.
      이 열량을 융해열이라고 합니다. 고체에서 액체로 상변화는 가변이며, 같은 열을 주위에 방출해서 응고합니다.이(융해열과 동등) 열량을 응고열이라고 합니다.

       

      대부분의 물질은 고체에서 액체로 변하면 그 밀도는 작아집니다. 즉, 고체와 비교하면 분자간 거리가 커집니다. 그러나 H2O의 경우는 그 예외로, 융해에 의해 반대로 밀도가 증가합니다. 얼음이 물에 뜨는 것은 이때문입니다.

   2. 물(액상)

      액상에서는 분자는 자유롭게 움직이며, 때때로 충돌합니다. 그러나 서로 인력이 남아 있기 때문에
      분자간 거리는 짧습니다. 열을 계속 가하게 되면 움직임과 충돌이 보다 활발하게 되어, 그 물질 비등점까지 온도가 상승하게 됩니다.

   3. 증기(기상)

 

물 온도가 상승함에 따라, 분자 일부는 충분한 운동 에너지를 얻으며, 순간적으로 그 액체 표면으로부터 윗쪽 공가으로 날아가거나 또는 액체중에 낙하하게 됩니다. 더욱 가열하면 그 움직임도 더욱 활발하게 되고, 액체 상태에서 이탈하는 분자 수도 증가해서 액체중의 증기 거품이 상승해서액체 표면을 돌파해서 갑니다. 증기 분자는 물과 비교가 안 될만큼 멀리 떨어져 있기 때문에, 그 밀도는 물 밀도와 비교해서 상당히 작습니다. 액체 표면의 바로 윗부분은 이 작은 밀도의 증기로 가득차게 됩니다.액체 표면에서 이탈하는 분자 수가 액체로 돌아 오는 분자수보다 많아지면 물은 거의 증발하게 됩니다. 이 때 비점, 혹은 포화온도에 도달하게 되는 것입니다.

 

 

압력이 일정한 상태라면, 그 이상 가열하더라도 온도는 더이상 상승하지 않고, 오로지 포화증기를 생성하는데만 소비됩니다. 이 열량을 증발열 혹은, 기화열이라고 부릅니다. 이 비등하는 물(포화수)와 포화증기의 온도는 동일하지만, 단위 질량당 열 에너지는 증기 쪽이 훨씬 큽니다.얼음에서 물로 상변화와 마찬가지로 증발 과정도 가변입니다. 증기가 온도가 낮은 면 등에 접촉하면, 그것이 생성될 때와 같은 열량을 외부로 방출해서 응축횝니다. 이 방출 열량을(증발열과 동등) 액화열이라고 부릅니다.

 

증기가 응축함에 따라 생성되는 물을 응축수(혹은 드레인)라고 부릅니다.