चरण आरेख की परिभाषा

कैंडेला रोशियो बारबिसन | दिसम्बर 2021
रासायनिक इंजीनियर

पहले, यह समझने की सलाह दी जाती है कि एकत्रीकरण की स्थिति में बदलाव से हमारा क्या मतलब है। वे विशेष रूप से राज्य या चरण के परिवर्तन हैं। जब कोई पदार्थ सरल होता है, जैसे कि आणविक तरल पदार्थ, तो इसमें अच्छी तरह से परिभाषित गलनांक और क्वथनांक होते हैं। जबकि, जब दाढ़ द्रव्यमान बढ़ता है, तो ये तापमान पर्वतमाला या अंतराल बन जाते हैं, जिसके बीच चरण परिवर्तन होता है।

यहां तक ​​कि कई मामलों में, कुछ निश्चित चरण परिवर्तन तापमान तक नहीं पहुंच पाते हैं, क्योंकि पदार्थ पहले विघटित हो जाते हैं। हम निम्नलिखित चरण परिवर्तनों को परिभाषित करते हैं जो आरेखों में स्थित होंगे:

- वाष्पीकरण: तरल से गैस तक।
- वाष्पीकरण: गैस से द्रव में।
- उच्च बनाने की क्रिया: ठोस से गैस की ओर।
- रिवर्स उच्च बनाने की क्रिया: गैस से ठोस तक।
- ठोसकरण: तरल से ठोस तक।
- फ्यूजन: ठोस से तरल में।

सामान्य तौर पर, वे थर्मल प्रक्रियाएं हैं, उन्हें आवश्यकता होती है अवशोषण या की डिलीवरी ऊर्जा ताकि वे घटित हों, ताकि, जैसे ही ऊर्जा जोड़ी या हटाई जाए, हम साथ-साथ चलेंगे आरेख चरण यह देखने के लिए कि पदार्थ किस एकत्रीकरण की स्थिति में होगा।

जैसा कि हम अच्छी तरह से जानते हैं, प्रत्येक पदार्थ अद्वितीय है, इसलिए प्रत्येक पदार्थ का अपना अनूठा चरण आरेख होगा। इसलिए, प्रत्येक आरेख में एक ट्रिपल बिंदु प्रस्तुत किया जाएगा, जहां दबाव और तापमान जिसमें तीन चरण (ठोस, तरल और गैस) सह-अस्तित्व में हैं संतुलन. इसी तरह, एक बिंदु प्रस्तुत किया गया है गंभीरवाष्प या गैस वक्र के ऊपरी छोर पर, यह बिंदु इंगित करता है कि उच्च तापमान पर इसे गैस के दबाव को बढ़ाने के लिए जारी रखने से परे एक तरल अवस्था में नहीं लाया जा सकता है।

सामान्य तौर पर, चरण आरेखों को निम्नानुसार दर्शाया जाता है:

यहाँ यह देखा गया है, a योजना जहां दाब निर्देशांक अक्ष पर स्थित होता है और तापमान भुज अक्ष पर। सामान्य तौर पर, बेहतर विज़ुअलाइज़ेशन के लिए क्षेत्रों को रंगीन भी किया जा सकता है। के बाईं ओर ग्राफिक पदार्थ ठोस अवस्था में होता है और जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है (अर्थात सिस्टम को दी गई ऊर्जा को बढ़ाता है) एक चरण परिवर्तन तरल में देखा जाता है और फिर, तरल से भाप। जब तक हम ट्रिपल पॉइंट से ऊपर जाते हैं। त्रिगुण बिंदु के नीचे, ऊर्जा के वितरण या निष्कासन के आधार पर चरण परिवर्तन ठोस से वाष्प या इसके विपरीत होता है।

दर्शाए गए प्रत्येक वक्र संतुलन वक्र हैं। उदाहरण के लिए, त्रिक बिंदु से क्रांतिक बिंदु तक का वक्र तरल संतुलन वक्र है - वाष्प, जबकि बाईं ओर वक्र तरल-ठोस संतुलन वक्र है। नीचे ठोस-वाष्प संतुलन है, क्योंकि कम तापमान और दबाव पर ठोस के वाष्प दबाव का प्रतिनिधित्व किया जाता है। इनमें से प्रत्येक संतुलन वक्र उन चरण परिवर्तनों का प्रतिनिधित्व करता है जिन्हें ऊपर नामित किया गया था।

प्रदर्शित चरण आरेख विशेष रूप से पानी का चरण आरेख है, यह देखते हुए कि, 1 एटीएम के दबाव पर, क्वथनांक 100ºC (सामान्य क्वथनांक) है और गलनांक 0ºC (गलनांक) है सामान्य)। महत्वपूर्ण बिंदु 374ºC के एक महत्वपूर्ण तापमान और 218 एटीएम के एक महत्वपूर्ण दबाव के साथ मनाया जाता है, जबकि ट्रिपल बिंदु, जहां तीन संतुलन सह-अस्तित्व, 0.00603 एटीएम और 0.01ºC है।

इसके अलावा, हम देख सकते हैं कि यदि हम दबाव बढ़ाते हैं, तो गलनांक कम हो जाता है जबकि उबलते तापमान में वृद्धि होती है, ऐसा के प्रत्येक वक्र के ढलानों के कारण होता है संतुलन।

जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, प्रत्येक पदार्थ का अपना चरण आरेख होता है, इसलिए प्रवृत्ति उल्लिखित सभी मामलों के अध्ययनों में दोहराया नहीं जा सकता है क्योंकि के वक्रों के ढलान संतुलन भिन्न होता है।