안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
상변화 물질이 온도를 일정하게 유지할 수 있는 이유는 물질이 상태를 바꿀 때 온도가 변하지 않으면서 열을 흡수하거나 방출하는 잠열 현상 때문입니다. 보관함이나 탑차 내부에서 상변화 물질은 열 버퍼 역할을 하며 외부 온도 변화에 자율적 변화합니다. 외부 기온이 상승할 때는 외부 열이 내부로 침투하면 고체 상태의 상변화 물질이 그 열을 흡수하며 액체로 녹여, 유입된 열에너지가 분자 결합을 깨는 상태 변화에 모두 소모되기 때문에, 상변화 물질이 완전히 녹을 때까지 내부 온도는 상승하지 않고 상변화 물질 고유의 융해 온도를 고정 유지합니다.
반대로 외부 기온이 하강할 때는 외부 기온이 떨어져 내부가 차가워지려 하면 액체 상태의 상변화 물질이 고체로 굳어지면서 머금고 있던 열을 밖으로 방출합니다. 이 방출되는 응고열이 내부 온도가 내려가는 것을 방어합니다.
상변화 물질의 장점은 일반 물체는 온도가 변하면서 소량의 열을 주고받지만, 상변화 물질은 상변화 구간에서 질량 대비 매우 큰 열에너지를 저장할 수 있습니다. 또한, 별도의 전력이나 컴프레서 장치가 없어도 물리적인 상태 변화만으로 외부 열 충격을 스펀지처럼 흡수하고 방출하여 내부 온도를 일정하게 지속해 줍니다.