Дефиниција фазног дијаграма

Цандела Роцио Барбисан | дец. 2021
Хемијски инжењер

Претходно је препоручљиво разумети шта подразумевамо под променама у стању агрегације. То су конкретно промене стања или фазе. Када је супстанца једноставна, као што су молекуларне течности, она има добро дефинисане тачке топљења и кључања. Док, када се моларне масе повећавају, ове температуре постају распони или боље речено интервали између којих долази до промене фазе.

Чак иу многим случајевима се не постижу одређене температуре промене фазе, пошто се супстанце претходно разлажу. Дефинишемо следеће фазне промене које ће се налазити на дијаграмима:

- Испаравање: из течности у гас.
- Кондензација: из гаса у течност.
- Сублимација: од чврстог до гасног.
- Реверзна сублимација: од гаса до чврстог.
- Стврдњавање: од течног до чврстог.
- Фузија: од чврстог до течног.

Уопштено говорећи, то су термички процеси, они захтевају апсорпција или испоруку Енергија тако да се јављају, тако да ћемо се, како се енергија додаје или уклања, кретати дуж дијаграм фази да се види у каквом ће агрегационом стању супстанца бити.

Као што знамо, свака супстанца је јединствена, тако да ће свака супстанца имати свој јединствени фазни дијаграм. Дакле, у сваком дијаграму ће бити представљена трострука тачка, где су притисак и температура у којој коегзистирају три фазе (чврста, течна и гасовита). Баланс. Исто тако, представљена је тачка критичанНа горњем крају криве паре или гаса, ова тачка указује да на вишим температурама не може да се доведе у течно стање осим да настави да повећава притисак гаса.

Генерално, фазни дијаграми су представљени на следећи начин:

Овде се примећује, а шема где се притисак налази на оси ордината а температура на оси апсциса. Уопштено, подручја се такође могу обојити ради боље визуелизације. Лево од графика материја је у чврстом стању и како се температура повећава (тј повећава енергију која се испоручује систему) примећује се промена фазе у течност и затим, из течне у паре. Све док се крећемо изнад троструке тачке. Испод троструке тачке, промена фазе је директна из чврсте у пару или обрнуто у зависности од испоруке или уклањања енергије.

Свака од представљених кривих су криве равнотеже. На пример, крива од троструке тачке до критичне тачке је крива равнотеже течности - пара, док је крива лево крива равнотеже течност-чврсто стање. Испод је равнотежа чврста пара, пошто је при ниским температурама и притисцима представљен притисак паре чврсте материје. Свака од ових кривуља равнотеже представља фазне промене које су горе наведене.

Приказани фазни дијаграм је конкретно фазни дијаграм воде, уз напомену да, при притиску од 1 атм, тачка кључања је 100ºЦ (нормална тачка кључања), а температура топљења је 0ºЦ (тачка топљења нормално). Критична тачка се посматра са критичном температуром од 374ºЦ и критичним притиском од 218 атм, док је трострука тачка, у којој коегзистирају три равнотеже, 0,00603 атм и 0,01ºЦ.

Штавише, можемо приметити да, ако повећамо притисак, тачка топљења опада док се температура кључања расте, то је због нагиба сваке од кривих Баланс.

Као што смо раније поменули, свака супстанца има свој фазни дијаграм, дакле, тренд поменуто се не може поновити у свим студијама случаја јер нагиби кривих баланс варира.