Fazės diagramos apibrėžimas

Candela Rocío Barbisan | gruod. 2021
Chemijos inzinierius

Anksčiau patartina suprasti, ką turime omenyje sakydami agregavimo būsenos pokyčius. Tai konkrečiai būsenos ar fazės pokyčiai. Kai medžiaga yra paprasta, pavyzdžiui, molekuliniai skysčiai, ji turi aiškiai apibrėžtas lydymosi ir virimo temperatūras. Tuo tarpu, kai didėja molinės masės, šios temperatūros tampa intervalais arba, tiksliau, intervalais, tarp kurių vyksta fazių pasikeitimas.

Netgi daugeliu atvejų tam tikros fazių kaitos temperatūros nepasiekiamos, nes medžiagos iš anksto suyra. Mes apibrėžiame šiuos fazių pokyčius, kurie bus išdėstyti diagramose:

- Garavimas: iš skysčio į dujas.
- Kondensatas: nuo dujų iki skysčio.
- Sublimacija: iš kieto į dujinį.
- Atvirkštinė sublimacija: iš dujų į kietą.
- Kietėjimas: iš skysto į kietą.
- Lydymasis: nuo kieto iki skysto.

Apskritai tai yra terminiai procesai, jiems reikia absorbcija arba pristatymas Energija kad jie atsirastų, taigi, kai energija bus pridėta arba pašalinta, judėsime išilgai diagrama fazė, kad pamatytumėte, kokios agregacijos būsenos bus medžiaga.

Kaip gerai žinome, kiekviena medžiaga yra unikali, todėl kiekviena medžiaga turės savo unikalią fazių diagramą. Todėl kiekvienoje diagramoje bus pateiktas trigubas taškas, kuriame slėgis ir temperatūros kurioje kartu egzistuoja trys fazės (kieta, skysta ir dujinė). Balansas. Taip pat pateikiamas taškas kritiškasViršutiniame garų arba dujų kreivės gale šis taškas rodo, kad esant aukštesnei temperatūrai jis negali būti suskystintas toliau didinant dujų slėgį.

Apskritai fazių diagramos vaizduojamos taip:

Čia pastebima, a schema kur ordinačių ašyje yra slėgis, o abscisių ašyje – temperatūra. Apskritai, kad būtų geriau vizualizuoti, sritis taip pat gali būti nuspalvinta. Į kairę nuo grafinis medžiaga yra kietos būsenos ir, kylant temperatūrai (ty padidina į sistemą tiekiamą energiją) stebimas fazės pokytis į skystį, o tada iš skysčio į garai. Tol, kol judame aukščiau trigubo taško. Žemiau trigubo taško fazės pokytis yra tiesioginis iš kietos medžiagos į garus arba atvirkščiai, priklausomai nuo energijos tiekimo ar pašalinimo.

Kiekviena pavaizduota kreivė yra pusiausvyros kreivė. Pavyzdžiui, kreivė nuo trigubo taško iki kritinio taško yra skysčio pusiausvyros kreivė - garai, o kreivė į kairę yra skysčio ir kietos medžiagos pusiausvyros kreivė. Žemiau yra kietųjų medžiagų ir garų pusiausvyra, nes esant žemai temperatūrai ir slėgiui parodomas kietosios medžiagos garų slėgis. Kiekviena iš šių pusiausvyros kreivių atspindi fazių pokyčius, kurie buvo įvardyti aukščiau.

Pavaizduota fazių diagrama yra konkrečiai vandens fazių diagrama, pažymint, kad esant 1 atm slėgiui, virimo temperatūra yra 100ºC (normali virimo temperatūra), o lydymosi temperatūra yra 0ºC (lydymosi temperatūra normalus). Kritinis taškas stebimas esant kritinei 374 ºC temperatūrai ir 218 atm kritiniam slėgiui, o trigubas taškas, kuriame egzistuoja trys pusiausvyros sąlygos, yra 0,00603 atm ir 0,01 ºC.

Be to, galime pastebėti, kad padidinus slėgį lydymosi temperatūra mažėja virimo temperatūra pakyla, taip yra dėl kiekvienos kreivės nuolydžių Balansas.

Kaip minėjome anksčiau, kiekviena medžiaga turi savo fazių diagramą, taigi ir tendenciją minėti gali būti atkartoti ne visuose atvejų tyrimuose, nes kreivių nuolydžiai balansas skiriasi.