Definisjon av fasediagram

Candela Rocío Barbisan | des. 2021
Kjemisk ingeniør

Tidligere er det lurt å forstå hva vi mener med endringer i aggregeringstilstanden. De er spesifikt endringer av tilstand eller fase. Når et stoff er enkelt, for eksempel molekylvæsker, har det veldefinerte smelte- og kokepunkter. Mens når de molare massene øker, blir disse temperaturene områder eller rettere sagt intervaller, mellom hvilke faseendringen skjer.

Selv i mange tilfeller oppnås ikke visse faseendringstemperaturer, siden stoffene tidligere er spaltet. Vi definerer følgende faseendringer som vil bli plassert i diagrammene:

- Fordampning: fra væske til gass.
- Kondensasjon: fra gass til væske.
- Sublimering: fra fast til gass.
- Omvendt sublimering: fra gass til fast stoff.
- Størkning: fra flytende til fast stoff.
- Fusjon: fra fast til flytende.

Generelt er de termiske prosesser, de krever absorpsjon eller levering av Energi slik at de oppstår, slik at når energi tilføres eller fjernes, vil vi bevege oss langs diagram fase for å se hvilken aggregeringstilstand stoffet vil være i.

Som vi godt vet, er hvert stoff unikt, så hvert stoff vil ha sitt eget unike fasediagram. Derfor vil det i hvert diagram presenteres et trippelpunkt, hvor trykket og temperatur hvor de tre fasene (faststoff, væske og gass) eksisterer side om side Balansere. På samme måte presenteres et poeng kritiskI den øvre enden av damp- eller gasskurven indikerer dette punktet at det ved høyere temperaturer ikke kan bringes til flytende tilstand utover å fortsette å øke trykket på gassen.

Generelt er fasediagrammer representert som følger:

Her er det observert, en ordningen hvor trykket er plassert på ordinataksen og temperaturen på abscisseaksen. Generelt kan områdene også fargelegges for bedre visualisering. Til venstre for grafikk stoffet er i fast tilstand, og når temperaturen øker (det vil si øker energien som leveres til systemet) observeres en faseendring til væske og deretter fra væske til damp. Så lenge vi beveger oss over trippelpunktet. Under trippelpunktet er faseendringen direkte fra fast til damp eller omvendt avhengig av tilførsel eller fjerning av energi.

Hver av kurvene som er representert er likevektskurvene. For eksempel er kurven fra trippelpunktet til det kritiske punktet væskelikevektskurven - damp, mens kurven til venstre er væske-fast likevektskurven. Nedenfor er faststoff-damp-likevekten, siden ved lave temperaturer og trykk er damptrykket til faststoffet representert. Hver av disse likevektskurvene representerer faseendringene som ble nevnt ovenfor.

Fasediagrammet som er representert er spesifikt fasediagrammet for vann, og bemerker at ved et trykk på 1 atm, kokepunktet er 100ºC (normalt kokepunkt) og smeltetemperaturen er 0ºC (smeltepunkt vanlig). Det kritiske punktet observeres med en kritisk temperatur på 374ºC og et kritisk trykk på 218 atm, mens trippelpunktet, hvor de tre likevektene eksisterer side om side, er 0,00603 atm og 0,01ºC.

Videre kan vi observere at hvis vi øker trykket, synker smeltepunktet mens koketemperaturen øker, dette er så på grunn av bakkene til hver av kurvene til Balansere.

Som vi nevnte tidligere, har hvert stoff sitt eget fasediagram, derfor trenden nevnt kan ikke replikeres i alle casestudier siden stigningene til kurvene til balansen varierer.