SCIENCE 3D | 끓는점과 압력

무슨 일이 일어났나

물이 끓는 온도(끓는점)는 정해진 숫자 하나가 아니라, 물을 누르는 둘레 압력에 따라 달라집니다.

시뮬레이터(IAPWS 식)의 끓는점은 50 kPa 에서 81.32 °C, 70 kPa 에서 89.93 °C, 101.325 kPa 에서 99.97 °C, 200 kPa 에서 120.21 °C 로, NIST 포화 표의 81.317 · 89.932 · 99.974 · 120.21 °C 와 같습니다.

해수면 표준 기압은 1013.25 hPa(101 325 Pa)이고, 대기 분자의 절반이 아래쪽 5.6 km 안에 있어(NOAA) 높이 올라갈수록 기압과 끓는점이 함께 낮아집니다.

압력을 611.657 Pa(물의 세 중점) 아래로 낮추면 물이 액체로 있을 수 없어 얼음이 바로 수증기가 되는 승화만 일어나며, 시뮬레이터에서 300 Pa 의 승화점은 −8.37 °C 입니다.

💡 생활 속 예시

압력솥은 뚜껑을 잠가 솥 속 압력을 높이므로, 속의 물이 100 °C 보다 뜨거운 채로 끓을 수 있습니다.
높은 산에 오른 등산객의 버너 위 물은 해수면보다 낮은 온도에서 보글보글 끓기 시작합니다 — 높이 올라갈수록 기압이 낮기 때문입니다.
날마다 바뀌는 날씨의 고기압 · 저기압처럼 기압이 조금 오르내리면, 같은 부엌의 끓는점도 아주 조금씩 바뀝니다.

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물은 어디서나 100 °C 에서 끓는다.
NIST 포화 표에 따르면 물은 50 kPa 에서 81.317 °C, 200 kPa 에서 120.21 °C 에서 끓습니다. 끓는점은 둘레 압력에 따라 달라집니다. 출처

누가 왜 찾았나

물리학자 드니 파팽(Denis Papin, 1647 년 태어남)은 1679 년 «다이제스터(digester)» 를 처음 선보였습니다(Science Museum 기록). Science Museum 그룹은 이 장치를 «뼈를 무르게 하는 파팽의 다이제스터» 라는 이름으로 소장하고 있습니다(소장 번호 1860-15). 뚜껑을 닫아 솥 속 압력을 높이면 끓는점이 오른다는 이 쪽의 원리를 쓰면, 보통 냄비의 끓는 물보다 뜨거운 물로 단단한 것을 무르게 할 수 있습니다.

확인된 값

압력 50 kPa(0.05 MPa)에서 물이 끓는 온도: 81.317 °C 출처
압력 70 kPa 에서 물이 끓는 온도: 89.932 °C 출처
압력 101.325 kPa(1 기압)에서 물이 끓는 온도: 99.974 °C 출처
압력 200 kPa(0.2 MPa)에서 물이 끓는 온도: 120.21 °C 출처
해수면 표준 기압 (1013.25 hPa = 101 325 Pa): 1013.25 hPa 출처
대기 분자의 절반이 아래쪽 5.6 km(18,000 ft) 안에 있다 — 높이 올라갈수록 기압이 낮다: 5.6 km 출처
드니 파팽이 «다이제스터» 를 처음 선보인 해 (Science Museum): 1679 출처
Science Museum 소장품 이름 — 뼈를 무르게 하는 파팽의 다이제스터 (1860-15): Papin's Digester for softening bones 출처

끓는점과 압력

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