Определение на фазовата диаграма

Преди това е препоръчително да разберем какво имаме предвид под промени в състоянието на агрегиране. Те са конкретно промени в състоянието или фазата. Когато веществото е просто, като молекулярните течности, то има добре дефинирани точки на топене и кипене. Докато, когато моларните маси се увеличават, тези температури стават диапазони или по-скоро интервали, между които настъпва фазовата промяна.

Дори в много случаи не се достигат определени температури на фазова промяна, тъй като веществата са предварително разложени. Ние дефинираме следните фазови промени, които ще бъдат разположени в диаграмите:

- Изпаряване: от течност в газ.
- Кондензация: от газ към течност.

- Сублимация: от твърдо към газообразно.
- Обратна сублимация: от газ към твърдо вещество.
- Втвърдяване: от течно в твърдо.
- Сливане: от твърдо към течно.

Като цяло те са термични процеси, те изискват абсорбция или доставката на Енергия така че да се появят, така че, когато енергията се добавя или премахва, ние ще се движим по протежение на диаграма фаза, за да видите в какво агрегатно състояние ще бъде веществото.

Както добре знаем, всяко вещество е уникално, така че всяко вещество ще има своя уникална фазова диаграма. Следователно във всяка диаграма ще бъде представена тройна точка, където налягането и температура в която трите фази (твърда, течна и газова) съществуват съвместно Баланс. По същия начин се представя точка критиченВ горния край на кривата на пара или газ тази точка показва, че при по-високи температури не може да се доведе до течно състояние, освен да продължи да се повишава налягането на газа.

Като цяло фазовите диаграми са представени, както следва:

Тук се наблюдава, а схема където налягането е разположено по оста на ординатата, а температурата по оста на абсцисата. По принцип областите могат да бъдат и оцветени за по-добра визуализация. Отляво на графичен материята е в твърдо състояние и с повишаване на температурата (т.е увеличава енергията, доставяна на системата) се наблюдава фазова промяна в течност и след това от течност в пара. Стига да се движим над тройната точка. Под тройната точка фазовата промяна е директна от твърда към пара или обратно в зависимост от доставката или отстраняването на енергия.

Всяка от представените криви е равновесните криви. Например, кривата от тройната точка до критичната точка е кривата на равновесието на течността - пара, докато кривата вляво е кривата на равновесие течност-твърдо вещество. По-долу е равновесието твърда пара, тъй като при ниски температури и налягания е представено парното налягане на твърдото вещество. Всяка от тези равновесни криви представлява фазовите промени, които бяха посочени по-горе.

Представената фазова диаграма е конкретно фазовата диаграма на водата, като се отбелязва, че при налягане от 1 атм, точката на кипене е 100ºC (нормална точка на кипене), а температурата на топене е 0ºC (точка на топене нормално). Критичната точка се наблюдава с критична температура от 374ºC и критично налягане от 218 атм, докато тройната точка, където трите равновесия съществуват едновременно, е 0,00603 атм и 0,01ºC.

Освен това можем да наблюдаваме, че ако увеличим налягането, точката на топене намалява, докато температурата на кипене се повишава, това се дължи на наклона на всяка от кривите на Баланс.

Както споменахме по-рано, всяко вещество има своя собствена фазова диаграма, следователно тенденция споменатото не може да бъде възпроизведено във всички казуси, тъй като наклоните на кривите на балансът варира.

Теми във фазова диаграма