100 °C 수증기는 왜 100 °C 물보다 더 크게 델까?

Why does 100 °C steam scald worse than 100 °C water?

온도는 똑같이 100 °C 쯤인데, 왜 주전자의 김(수증기)이 끓는 물보다 더 크게 데게 할까요?

무슨 일이 일어났나

수증기는 물로 맺힐 때(응결) 둘레에 열을 내놓는데(USGS), 그 양은 1 kg 마다 약 2,256 kJ 로 NIST 표의 1 기압 수증기와 끓는 물 엔탈피 차(2675.5 − 419.06 kJ/kg)와 같습니다.

시뮬레이터에서 100 °C 수증기 10 g 을 20 °C 물 100 g 에 넣으면 23.6 kJ 이 옮겨 가 76.3 °C 가 되지만, 99.9 °C 끓는 물 10 g 은 3.04 kJ 만 건네 27.3 °C 에 그칩니다 — 같은 10 g 인데 건네는 열이 약 7.8 배입니다.

끓는 물은 1 K 식을 때마다 1 kg 에 약 4.2 kJ(NIST 비열 4.2156 J/(g·K))씩만 내놓으므로, 김이 손이나 물체에 닿아 물방울로 맺히는 순간 같은 온도의 물보다 훨씬 많은 열이 한꺼번에 옮겨 갑니다.

💡 생활 속 예시

냄비 뚜껑을 열 때는 안에 찬 김이 내 쪽으로 오지 않게 먼 쪽부터 들어 엽니다 — 김이 손에 맺히며 숨은열을 쏟기 때문입니다.
찜기의 김이 만두를 빨리 익히는 것도, 수증기가 차가운 만두 겉에 맺히며 숨은열을 한꺼번에 건네기 때문입니다.

확인된 값

1 기압 끓는점(99.974 °C)의 포화 수증기 1 kg 이 가진 비엔탈피: 2675.5 kJ/kg 출처
같은 온도(99.974 °C) 끓는 물 1 kg 의 비엔탈피 — 위 수증기 값과의 차 ≈ 2256 kJ/kg 가 수증기가 물로 바뀔 때 내놓는 열: 419.06 kJ/kg 출처
끓는 물의 비열 4.2156 J/(g·K) — 물 1 kg 이 1 K 식을 때 내놓는 열은 약 4.2 kJ: 4.2156 kJ/(kg·K) 출처
수증기가 물로 응결하면 그 결과로 열이 둘레에 나온다 (USGS): heat is released 출처
물의 기화열 (USGS: 540 cal/g = 2,260 kJ/kg): 2260 kJ/kg 출처

100 °C 수증기는 왜 100 °C 물보다 더 크게 델까?

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