언 빨래가 마르는 현상은 상변화적으로 어떻게 설명할 수 있나요?

Question

안녕하세요. 언 빨래가 마르는 현상은 고체 상태에서 바로 기체 상태로 넘어가기 때문에 승화라고 생각되는데요, 언 빨래가 마르는 현상은 상변화적으로 어떻게 설명할 수 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 추운 겨울에 밖에 널어둔 빨래가 얼어붙어도 시간이 지나면 결국 마르게 되는 현상은 상변화 관점에서 보면 크게 두 단계로 설명할 수 있습니다.

우선 빨래에 스며든 물이 얼어 고체가 되면 일반적인 액체 상태의 증발은 불가능한데요, 그런데 물 분자들은 고체 결정 구조 속에서도 미세하게 진동하고 있으며, 표면에 있는 일부 분자들은 주변 공기와의 에너지 교환을 통해 결합을 이겨내고 기체 상태로 탈출할 수 있습니다. 이것이 바로 승화 과정인데요, 따라서 얼어 있는 물이 액체 단계를 거치지 않고도 조금씩 기체 상태로 날아가며, 빨래는 점점 마르게 되는 것입니다. 이때 기체로 나가는 속도는 공기 중의 습도와 밀접한 관련이 있는데요, 공기가 건조할수록얼음이 가지고 있는 증기압과 공기 중 수증기 분압의 차가 커지게 되고, 이 차이 때문에 얼음 분자들이 더 잘 기체로 빠져나가게 됩니다. 그래서 겨울철에도 건조한 날씨에서는 빨래가 잘 마르는 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.