Definition des Phasendiagramms

Zuvor ist es ratsam zu verstehen, was wir unter Änderungen des Aggregatzustands verstehen. Sie sind insbesondere Zustands- oder Phasenänderungen. Wenn eine Substanz einfach ist, wie beispielsweise molekulare Flüssigkeiten, hat sie genau definierte Schmelz- und Siedepunkte. Bei steigenden Molmassen werden diese Temperaturen hingegen zu Bereichen bzw. Intervallen, zwischen denen der Phasenwechsel auftritt.

Auch werden in vielen Fällen bestimmte Phasenwechseltemperaturen nicht erreicht, da die Stoffe vorher zersetzt werden. Wir definieren die folgenden Phasenänderungen, die in den Diagrammen lokalisiert werden:

- Verdampfung: von flüssig zu gasförmig.
- Kondensation

: von gasförmig zu flüssig.
- Sublimation: von fest zu gasförmig.
- Umkehrsublimation: von gasförmig zu fest.
- Erstarrung: von flüssig zu fest.
- Fusion: von fest zu flüssig.

Im Allgemeinen handelt es sich um thermische Prozesse, sie erfordern die Absorption oder die Lieferung von Energie damit sie auftreten, damit wir uns, wenn Energie hinzugefügt oder entfernt wird, entlang der Diagramm Phase, um zu sehen, in welchem ​​Aggregatzustand sich der Stoff befindet.

Wie wir wissen, ist jede Substanz einzigartig, sodass jede Substanz ihr eigenes einzigartiges Phasendiagramm hat. Daher wird in jedem Diagramm ein Tripelpunkt dargestellt, an dem der Druck und die Temperatur zu denen die drei Phasen (fest, flüssig und gasförmig) nebeneinander existieren Gleichgewicht. Ebenso wird ein Punkt präsentiert kritischAm oberen Ende der Dampf- oder Gaskurve zeigt dieser Punkt an, dass er bei höheren Temperaturen nicht in einen flüssigen Zustand gebracht werden kann, außer den Druck des Gases weiter zu erhöhen.

Im Allgemeinen werden Phasendiagramme wie folgt dargestellt:

Hier wird beobachtet, a planen wobei auf der Ordinatenachse der Druck und auf der Abszissenachse die Temperatur aufgetragen ist. Generell können die Bereiche zur besseren Visualisierung auch eingefärbt werden. Auf der linken Seite von Grafik Materie befindet sich im festen Zustand und mit steigender Temperatur (d. h. der erhöht die an das System abgegebene Energie) wird ein Phasenwechsel zu flüssig und dann von flüssig zu beobachtet Dampf. Solange bewegen wir uns über den Tripelpunkt. Unterhalb des Tripelpunktes erfolgt der Phasenwechsel direkt von fest zu dampfförmig oder umgekehrt, je nach Energiezufuhr oder -abfuhr.

Jede der dargestellten Kurven sind die Gleichgewichtskurven. Zum Beispiel ist die Kurve vom Tripelpunkt zum kritischen Punkt die Flüssigkeitsgleichgewichtskurve - Dampf, während die Kurve nach links die flüssig-fest-Gleichgewichtskurve ist. Darunter ist das Feststoff-Dampf-Gleichgewicht, da bei niedrigen Temperaturen und Drücken der Dampfdruck des Feststoffs dargestellt wird. Jede dieser Gleichgewichtskurven repräsentiert die oben genannten Phasenänderungen.

Das dargestellte Phasendiagramm ist speziell das Phasendiagramm von Wasser, wobei darauf hingewiesen wird, dass bei einem Druck von 1 atm der Siedepunkt beträgt 100 °C (normaler Siedepunkt) und die Schmelztemperatur beträgt 0 °C (Schmelzpunkt normal). Der kritische Punkt wird bei einer kritischen Temperatur von 374 °C und einem kritischen Druck von 218 atm beobachtet, während der Tripelpunkt, an dem die drei Gleichgewichte koexistieren, bei 0,00603 atm und 0,01 °C liegt.

Außerdem können wir beobachten, dass der Schmelzpunkt sinkt, wenn wir den Druck erhöhen, während die Siedetemperatur steigt, dies liegt an den Steigungen jeder der Kurven von Gleichgewicht.

Wie bereits erwähnt, hat jede Substanz ihr eigenes Phasendiagramm, daher der Trend erwähnten nicht in allen Fallstudien repliziert werden, da die Steigungen der Kurven von Gleichgewicht variieren.

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