증기압 계산기

클라우지우스-클라페이롱 식으로 다른 온도에서의 액체 증기압을 추정합니다.

온도 변화에 따른 증기압
알려진 압력-온도 데이터 한 쌍과 물질의 몰 기화 엔탈피를 입력하세요.

증기압 알아보기

증기압은 밀폐된 계에서 특정 온도의 액체와 평형을 이루는 증기가 가하는 압력입니다. 분자는 끊임없이 액체 표면을 떠나고 다시 돌아옵니다. 증발과 응축 속도가 같아지면 증기는 포화 상태가 되며, 이때의 압력이 평형 증기압입니다. 온도가 높아지면 액체를 벗어날 만큼 에너지가 큰 분자의 비율이 증가하므로 증기압은 보통 선형이 아니라 빠르게 상승합니다. 이 계산기는 적분형 클라우지우스-클라페이롱 식을 사용해 한 온도의 알려진 증기압을 다른 온도로 환산합니다. 이 관계식에는 압력비의 자연로그, 몰 기화 엔탈피, 보편 기체 상수, 절대 온도 역수의 차이가 사용됩니다. 섭씨로 입력한 온도는 내부에서 켈빈으로 변환합니다. 몰당 킬로줄로 입력한 엔탈피는 기체 상수와 단위를 맞추기 위해 몰당 줄로 변환합니다. 결과는 기준 압력과 같은 단위를 유지하며, 이 화면에서는 킬로파스칼을 사용합니다. 이 식은 증기가 대략 이상 기체처럼 거동하고, 액체의 몰 부피가 증기에 비해 무시할 만큼 작으며, 선택한 온도 구간에서 기화 엔탈피가 일정하다고 가정합니다. 임계점에서 떨어진 적당한 온도 범위에서는 이러한 가정이 대체로 타당합니다. 넓은 온도 구간, 상전이 부근, 고압 조건이나 분자 회합 및 비이상성이 중요한 경우에는 정확도가 떨어집니다. 해당 물질과 범위에 맞는 신뢰할 수 있는 앙투안 계수나 검증된 물성 상관식이 있다면 더 나은 공학적 추정치를 얻을 수 있습니다. 액체는 증기압이 주위 압력과 같아지면 끓습니다. 따라서 이 계산기는 고도가 높을수록 끓는점이 낮아지고 가압 장비에서 높아지는 이유를 이해하는 데 도움이 되지만, 끓는점을 직접 계산하지는 않습니다. 기준점과 엔탈피에는 신뢰할 수 있는 실험 데이터를 사용하세요. 물질이 상변화하거나 분해되는 영역으로 외삽하지 마세요. 공정 설계, 안전 압력 방출, 환경 노출 또는 규제 관련 계산에는 공신력 있는 물성 데이터를 확인하고 불확도가 문서화된 상태 방정식이나 승인된 상관식을 적용하세요.

증기압 계산 예시

각 추정은 알려진 데이터 한 점을 사용하며 기화 엔탈피가 일정하다고 가정합니다.

기준 데이터와 목표예측 압력용도
100 °C에서 101.325 kPa; 목표 80 °C; 40.65 kJ/mol약 48 kPa좁은 온도 범위에서 물의 증기압 추정.
25 °C에서 3.17 kPa; 목표 50 °C; 40.7 kJ/mol약 11 kPa온도가 오르면 압력이 크게 증가합니다.
40 °C에서 20 kPa; 목표 20 °C; 35 kJ/mol약 8 kPa냉각하면 평형 증기압이 낮아집니다.

증기압 추정 방법

  1. 알려진 온도에서 측정한 신뢰할 수 있는 증기압을 찾으세요.
  2. 표시된 단위로 해당 압력과 온도를 입력하세요.
  3. 목표 온도와 몰 기화 엔탈피를 입력하세요.
  4. 계산한 뒤 온도 범위가 식의 가정에 적합한지 확인하세요.

자주 묻는 질문

증기압이란 무엇인가요?

주어진 온도에서 액체와 평형을 이루는 포화 증기의 압력입니다. 물질의 고유한 성질이며 온도가 높아지면 증가합니다.

왜 온도를 켈빈으로 변환하나요?

클라우지우스-클라페이롱 식은 절대 온도의 역수를 사용합니다. 섭씨의 영점은 임의로 정한 기준이므로 섭씨 값을 그대로 대입할 수 없습니다.

다른 압력 단위를 사용할 수 있나요?

수학적으로는 두 압력에 일관된 단위를 사용하면 어떤 단위도 가능합니다. 이 화면은 단위 혼동을 막기 위해 기준값과 결과를 킬로파스칼로 표시합니다.

기화 엔탈피는 정말 일정한가요?

기화 엔탈피는 온도에 따라 변하며 임계점 부근에서 영에 가까워집니다. 일정하다는 가정은 근사이며 제한된 온도 구간에 가장 적합합니다.

증기압은 끓는 현상과 어떤 관계가 있나요?

증기압이 외부 압력에 도달하면 끓기 시작합니다. 따라서 주위 압력이 낮으면 더 낮은 온도에서 끓을 수 있습니다.