액체 상태의 물을 가열하면 기체 상태로 변화한다. 이 때 분자간 인력은 어떻게 변화하는 것일까?

물질의 상태에 따른 분자 배열, 분자 운동 및 힘은 서로 관계가 있다. 고체 상태에서는 분자 사이의 인력이 매우 강하므로 분자들이 자리를 바꾸지 못하고 제 자리에서 진동만 한다. 액체 상태에서는 분자들이 고체 상태에 비해 인력이 약해서, 비교적 자유롭게 움직일 수 있다.

하지만 분자들 사이에 어느 정도 인력이 작용하고 있으므로 일정한 부피 내에서만 운동한다. 기체 상태에서는 분자 사이의 인력이 거의 작용하지 않으므로, 분자들이 자유롭게 운동하여 넓은 공간을 차지한다.

냄비에 물을 넣고 가열하면 물이 끓으면서 냄비 뚜껑이 들썩거리는 것을 볼 수 있다. 냄비뚜껑이 들썩거리는 이유는 무엇일까? 액체 상태의 물이 기체 상태인 수증기가 되면, 분자간의 인력이 약해진다. 분자 사이에서 끌어당기는 힘이 약해지므로, 수증기를 이루는 분자들은 매우 활발하게 운동하여 뚜껑에 충돌하므로 냄비 뚜껑이 들썩거리게 된다.

분자 사이의 인력이 약해지면 분자 운동이 활발해지고 규칙적이던 분자 배열이 흐트러진다. 반대로 분자 사이의 인력이 강해지면 분자 운동이 둔해지면서 흐트러진 분자 배열이 점점 규칙적으로 변한다.