Definicija faznog dijagrama

Candela Rocío Barbisan | prosinca 2021
Inženjer kemije

Prije toga, preporučljivo je razumjeti što podrazumijevamo pod promjenama u agregacijskom stanju. To su specifično promjene stanja ili faze. Kada je tvar jednostavna, kao što su molekularne tekućine, ima dobro definirane točke taljenja i vrelišta. Dok, kada se molarne mase povećavaju, te temperature postaju rasponi ili bolje rečeno intervali između kojih dolazi do promjene faze.

Čak se u mnogim slučajevima ne postižu određene temperature promjene faze, budući da se tvari prethodno razgrađuju. Definiramo sljedeće fazne promjene koje će se nalaziti na dijagramima:

- Isparavanje: iz tekućine u plin.
- Kondenzacija: iz plina u tekućinu.
- Sublimacija: iz krutog u plin.
- Reverzna sublimacija: od plina do krutog.
- Stvrdnjavanje: iz tekućeg u kruto.
- Fuzija: od krutog do tekućeg.

Općenito, to su toplinski procesi, oni zahtijevaju apsorpcija ili isporuku Energija tako da se pojavljuju, tako da ćemo se, kako se energija dodaje ili uklanja, kretati duž dijagram fazi da se vidi u kakvom će agregacijskom stanju tvar biti.

Kao što znamo, svaka tvar je jedinstvena, pa će svaka tvar imati svoj jedinstveni fazni dijagram. Stoga će u svakom dijagramu biti predstavljena trostruka točka, gdje su tlak i temperatura u kojoj koegzistiraju tri faze (čvrsta, tekuća i plinovita). Ravnoteža. Isto tako, predstavljena je točka kritičnoNa gornjem kraju krivulje pare ili plina, ova točka pokazuje da se pri višim temperaturama ne može dovesti u tekuće stanje osim što se nastavi povećavati tlak plina.

Općenito, fazni dijagrami su predstavljeni na sljedeći način:

Ovdje se primjećuje, a shema gdje se tlak nalazi na osi ordinate, a temperatura na osi apscise. Općenito, područja se također mogu obojati radi bolje vizualizacije. Lijevo od grafički materija je u čvrstom stanju i kako temperatura raste (tj povećava energiju dostavljenu sustavu) opaža se promjena faze u tekućinu, a zatim, iz tekućine u pare. Sve dok se krećemo iznad trostruke točke. Ispod trostruke točke, faza je izravna iz krute u paru ili obrnuto, ovisno o isporuci ili uklanjanju energije.

Svaka od predstavljenih krivulja su krivulje ravnoteže. Na primjer, krivulja od trostruke točke do kritične točke je krivulja ravnoteže tekućine - para, dok je krivulja lijevo krivulja ravnoteže tekućina-čvrsto. Ispod je ravnoteža kruta para, budući da je pri niskim temperaturama i tlakovima predstavljen tlak pare krutine. Svaka od ovih krivulja ravnoteže predstavlja fazne promjene koje su gore navedene.

Prikazani fazni dijagram je konkretno fazni dijagram vode, uz napomenu da, pri tlaku od 1 atm, vrelište je 100ºC (normalno vrelište), a temperatura taljenja je 0ºC (točka taljenja normalan). Kritična točka se promatra s kritičnom temperaturom od 374ºC i kritičnim tlakom od 218 atm, dok je trostruka točka, u kojoj koegzistiraju tri ravnoteže, 0,00603 atm i 0,01ºC.

Nadalje, možemo primijetiti da, ako povećamo tlak, talište se smanjuje dok se temperatura vrenja raste, to je tako zbog nagiba svake od krivulja Ravnoteža.

Kao što smo već spomenuli, svaka tvar ima svoj fazni dijagram, dakle, trend spomenuto se ne može ponoviti u svim studijama slučaja budući da su nagibi krivulja od ravnoteža varira.