고시동네, 환경파트 질의이군요.
③ 냉매의 구비 조건
ⓑ 임계 온도가 상온보다 높을 것(액체와 기체의 상태변화가 상온보다 높을 것 요구)
(참고) 임계온도 [臨界溫度, critical temperature]
기체상에서 액체상으로 상전이가 이루어지는 온도점이다. 이 온도보다 낮은 상태의 기체는 적당한 압력을 가하면 액체로 상태변화가 일어나지만, 이 온도보다 높을 경우, 액화되지 않는다. 열역학적으로는 온도와 압력, 부피 등을 변화시켜도 상태변화가 일어나지 않는 온도를 뜻한다. 일반적으로 이상 기체를 등온적으로 압축하면 압력(p)-부피(v) 곡선은 어느 온도에서나 쌍곡선을 그리지만, 실제로 기체는 일정한 온도 이하가 되면 이 곡선상에 v축으로 평행인 부분이 나타난다. 이것은 어느 한계점 이하의 온도에서는 기체를 압축에 의해서 액화할 수 있음을 나타내는 것으로, 이 한계점에 해당하는 온도를 기체의 임계온도라고 한다. 열역학 용어로 온도·압력·부피를 변화시키며 기체의 액화, 액체의 기화 등의 변화가 일어날 때, 어느 점부터는 변화가 일어나지 않게 되는 상태의 온도를 말한다. 예를 들면 암모니아는 132℃, 이산화탄소는 31℃, 산소는 -119℃가 임계온도로 알려져 있으며, 이보다 높은 온도에서는 압력을 아무리 크게 해도 기체는 액화하지 않는다. 순수물질에 있어서 평형상태는 온도와 압력에 의해 결정되며, 일반적으로 고체·액체·기체 등 각 상의 존재 범위를 나타낼 수 있다.
즉, 냉매의 임계온도가 상온보다 높아야, 상온에서 적당한 압력을 가해 액체로 상태변화가 나타나지만, 만약 임계온도가 상온 이하라면, 상태변화를 위해서 상온 이하의 온도를 조성하기 위해 많은 에너지가 소모됨. 아마도 임계온도라는 개념을 이해하여야 할 것임. 즉, 임계온도가 만약 40도라면 40도 이하의 온도에서 적당한 압력으로 상태변화 가능하지만, 만약 임계온도가 -30도라면? 상온은 보통 20도 전후로 하므로 상변화를 위해 -30도까지 저온을 형성해야 하고, 저온을 형성하기 위해 보다 많은 에너지가 들겠군요. 아주 간단한 원리입니다. 그럼...