응고 중 고상의 조성을 나타내는 샤일 식 Cs = kC₀(1 − fs)^(k−1)(fs는 고상의 분율)의 전제로 옳은 것은 무엇인가?

정답: B. 고상 안의 확산은 무시할 수 있고, 액상은 완전히 섞여 균일하며, 계면에서는 평형 분배가 성립한다

샤일 식은 일단 응고한 고상 안에서는 용질이 전혀 확산하지 않고, 액상은 대류 등으로 완전히 섞여 균일하며, 고액 계면에서는 항상 평형 분배 계수 k의 비로 용질이 나뉜다고 가정하여 유도합니다. 그러므로 k < 1에서는 남은 액상이 응고의 진행과 함께 계속 진해지며, 마지막 액상은 이윽고 공정 조성에 도달합니다. 고상도 액상도 균일하다고 하는 것은 평형 응고에서 지렛대 법칙이 성립하는 경우의 전제입니다. 액상이 확산만으로 섞이지 않는 경우에는 계면 앞쪽에 농도의 층이 생겨, 이윽고 C₀ 조성의 고상이 응고하는 정상 상태가 되며 다른 식으로 나타냅니다. 실제 응고는 고상 내 확산이 조금 있는 만큼 평형과 샤일 식의 사이가 됩니다.