Определение фазовой диаграммы

Предварительно желательно понять, что мы подразумеваем под изменениями в агрегатном состоянии. Это, в частности, изменения состояния или фазы. Простое вещество, такое как молекулярные жидкости, имеет четко определенные точки плавления и кипения. Тогда как при увеличении молярных масс эти температуры становятся диапазонами или, скорее, интервалами, между которыми происходит фазовый переход.

Даже во многих случаях определенные температуры фазового перехода не достигаются, поскольку вещества предварительно разлагаются. Определим следующие фазовые изменения, которые будут расположены на диаграммах:

- Испарение: из жидкости в газ.
- Конденсация: от газа к жидкости.
- Сублимация: из твердого тела в газ.

- Обратная сублимация: от газа к твердому.
- Затвердевание: от жидкого к твердому.
- Fusion: от твердого до жидкого.

В общем, это тепловые процессы, они требуют поглощение или доставка Энергия чтобы они происходили, так что по мере добавления или удаления энергии мы будем двигаться по диаграмма фазы, чтобы увидеть, в каком агрегатном состоянии будет находиться вещество.

Как мы хорошо знаем, каждое вещество уникально, поэтому каждое вещество будет иметь свою уникальную фазовую диаграмму. Поэтому на каждой диаграмме будет представлена ​​тройная точка, где давление и температура в котором три фазы (твердая, жидкая и газовая) сосуществуют в Остаток средств. Аналогичным образом представлена ​​точка критическийНа верхнем конце кривой пара или газа эта точка указывает на то, что при более высоких температурах он не может быть переведен в жидкое состояние, кроме как продолжать увеличивать давление газа.

В целом фазовые диаграммы представлены следующим образом:

Здесь наблюдается схема где давление расположено по оси ординат, а температура - по оси абсцисс. Как правило, для лучшей визуализации области можно также раскрасить. Слева от графический вещество находится в твердом состоянии и при повышении температуры (т. е. увеличивает энергию, подаваемую в систему) наблюдается фазовый переход в жидкость, а затем из жидкости в Стим. Пока мы движемся выше тройной точки. Ниже тройной точки фазовый переход происходит напрямую от твердого вещества к пару или наоборот, в зависимости от подачи или отвода энергии.

Каждая из представленных кривых - это кривые равновесия. Например, кривая от тройной точки до критической - это кривая равновесия жидкости: пара, а кривая слева - это кривая равновесия жидкость-твердое тело. Ниже приведено равновесие твердое тело-пар, поскольку при низких температурах и давлениях представлено давление пара твердого тела. Каждая из этих кривых равновесия представляет собой фазовые изменения, названные выше.

Представленная фазовая диаграмма является, в частности, фазовой диаграммой воды, с учетом того, что при давлении 1 атм. точка кипения составляет 100 ° C (нормальная точка кипения), а температура плавления составляет 0 ° C (точка плавления нормальный). Критическая точка наблюдается при критической температуре 374 ° C и критическом давлении 218 атм, в то время как тройная точка, где сосуществуют три равновесия, составляет 0,00603 атм и 0,01 ° C.

Кроме того, мы можем наблюдать, что, если мы увеличиваем давление, температура плавления снижается, в то время как температура кипения увеличивается, это связано с наклонами каждой из кривых Остаток средств.

Как мы упоминали ранее, у каждого вещества своя фазовая диаграмма, поэтому тенденция упомянутое не может быть воспроизведено во всех тематических исследованиях, поскольку наклон кривых баланс разнится.

Темы на фазовой диаграмме