A fázisdiagram meghatározása

Korábban célszerű megérteni, mit értünk az aggregációs állapot változása alatt. Ezek kifejezetten állapot- vagy fázisváltozások. Ha egy anyag egyszerű, például molekuláris folyadék, akkor jól meghatározott olvadáspontja és forráspontja van. Míg a moláris tömegek növekedésével ezek a hőmérsékletek tartományokká vagy inkább intervallumokká válnak, amelyek között a fázisváltozás megtörténik.

Még sok esetben sem érnek el bizonyos fázisváltozási hőmérsékleteket, mivel az anyagok korábban lebomlanak. A következő fázisváltozásokat határozzuk meg, amelyek a diagramokon fognak elhelyezkedni:

- Párolgás: folyadékból gázba.
- Kondenzáció: gázból folyadékba.
- Szublimáció: szilárdról gázra.
- Fordított szublimáció: gázból szilárd állapotba.

- Megszilárdulás: folyékonyból szilárdra.
- Fúzió: szilárdból folyadékba.

Általában ezek termikus folyamatok, megkövetelik a abszorpció vagy szállítása Energia hogy előforduljanak, így az energia hozzáadásával vagy eltávolításával együtt haladunk a diagram fázisban, hogy megtudja, milyen aggregációs állapotban lesz az anyag.

Mint jól tudjuk, minden anyag egyedi, így minden anyagnak megvan a maga egyedi fázisdiagramja. Ezért minden diagramon megjelenik egy hármas pont, ahol a nyomás és a hőfok amelyben a három fázis (szilárd, folyékony és gáz) együtt létezik Egyensúly. Hasonlóképpen egy pont kerül bemutatásra kritikaiA gőz- vagy gázgörbe felső végén ez a pont azt jelzi, hogy magasabb hőmérsékleten nem hozható folyékony állapotba azon túl, hogy tovább növeli a gáz nyomását.

Általában a fázisdiagramok a következők:

Itt megfigyelhető, a rendszer ahol a nyomás az ordináta tengelyen, a hőmérséklet pedig az abszcissza tengelyen helyezkedik el. Általában a területek színezhetők is a jobb megjelenítés érdekében. Bal oldalára grafikus az anyag szilárd halmazállapotú, és a hőmérséklet emelkedésével (vagyis a növeli a rendszerbe szállított energiát) fázisváltozás figyelhető meg folyadékká, majd, folyadékból a gőz. Mindaddig, amíg a hármaspont felett haladunk. A hármaspont alatt a fázisváltozás közvetlenül történik szilárdból gőzbe vagy fordítva, az energia szállításától vagy eltávolításától függően.

Az ábrázolt görbék mindegyike egyensúlyi görbe. Például a hármasponttól a kritikus pontig tartó görbe a folyadékegyensúlyi görbe. gőz, míg a bal oldali görbe a folyadék-szilárd egyensúlyi görbe. Az alábbiakban a szilárd-gőz egyensúly látható, mivel alacsony hőmérsékleten és nyomáson a szilárd anyag gőznyomása jelenik meg. Ezen egyensúlyi görbék mindegyike a fent megnevezett fázisváltozásokat reprezentálja.

Az ábrázolt fázisdiagram kifejezetten a víz fázisdiagramja, figyelembe véve, hogy 1 atm nyomáson a forráspont 100°C (normál forráspont), az olvadáspont pedig 0°C (olvadáspont) Normál). A kritikus pont 374 ºC kritikus hőmérséklet és 218 atm kritikus nyomás mellett figyelhető meg, míg a hármas pont, ahol a három egyensúly együtt létezik, 0,00603 atm és 0,01 ºC.

Továbbá megfigyelhetjük, hogy ha növeljük a nyomást, az olvadáspont csökken, miközben a A forráspont növekszik, ez az egyes görbék meredeksége miatt van így Egyensúly.

Mint korábban említettük, minden anyagnak megvan a maga fázisdiagramja, ezért a trend nem minden esettanulmányban megismételhető, mivel a görbék meredekségei az egyensúly változik.

Témák a fázisdiagramban