Definition av fasdiagram

Candela Rocío Barbisan | dec. 2021
Kemi ingenjör

Tidigare är det tillrådligt att förstå vad vi menar med förändringar i aggregeringstillståndet. De är specifikt förändringar av tillstånd eller fas. När ett ämne är enkelt, såsom molekylära vätskor, har det väldefinierade smält- och kokpunkter. Medan när molmassorna ökar blir dessa temperaturer intervall eller snarare intervall, mellan vilka fasförändringen sker.

Även i många fall uppnås inte vissa fasförändringstemperaturer, eftersom ämnena tidigare bryts ned. Vi definierar följande fasförändringar som kommer att finnas i diagrammen:

- Avdunstning: från vätska till gas.
- Kondensation: från gas till vätska.
- Sublimering: från fast till gas.
- Omvänd sublimering: från gas till fast.
- Solidifiering: från flytande till fast.
- Fusion: från fast till flytande.

I allmänhet är de termiska processer, de kräver absorption eller leverans av Energi så att de uppstår, så att när energi tillförs eller tas bort, kommer vi att röra oss längs diagram fas för att se vilket tillstånd av aggregation ämnet kommer att vara i.

Som vi väl vet är varje ämne unikt, så varje ämne kommer att ha sitt eget unika fasdiagram. Därför kommer en trippelpunkt i varje diagram att presenteras, där trycket och den temperatur där de tre faserna (fast, flytande och gas) samexisterar i Balans. Likaså presenteras en punkt kritiskI den övre änden av ång- eller gaskurvan indikerar denna punkt att den vid högre temperaturer inte kan bringas till ett flytande tillstånd utöver att fortsätta att öka gasens tryck.

I allmänhet är fasdiagram representerade enligt följande:

Här observeras, a schema där trycket ligger på ordinataaxeln och temperaturen på abskissaxeln. I allmänhet kan områdena även färgläggas för bättre visualisering. Till vänster om grafisk materia är i fast tillstånd och när temperaturen ökar (det vill säga ökar energin som levereras till systemet) observeras en fasförändring till vätska och sedan från vätska till ånga. Så länge vi rör oss över trippelpunkten. Under trippelpunkten är fasändringen direkt från fast till ånga eller vice versa beroende på tillförseln eller avlägsnandet av energi.

Var och en av de representerade kurvorna är jämviktskurvorna. Till exempel är kurvan från trippelpunkten till den kritiska punkten vätskejämviktskurvan - ånga, medan kurvan till vänster är vätske-fasta jämviktskurvan. Nedan visas fast-ång-jämvikten, eftersom vid låga temperaturer och tryck är ångtrycket för det fasta ämnet representerat. Var och en av dessa jämviktskurvor representerar fasförändringarna som nämndes ovan.

Fasdiagrammet som representeras är specifikt fasdiagrammet för vatten, och noterar att vid ett tryck på 1 atm, kokpunkten är 100ºC (normal kokpunkt) och smälttemperaturen är 0ºC (smältpunkt vanligt). Den kritiska punkten observeras med en kritisk temperatur på 374ºC och ett kritiskt tryck på 218 atm medan trippelpunkten, där de tre jämvikterna samexisterar, är 0,00603 atm och 0,01ºC.

Dessutom kan vi observera att, om vi ökar trycket, sjunker smältpunkten medan koktemperaturen ökar, detta beror på lutningarna av var och en av kurvorna för Balans.

Som vi nämnde tidigare har varje ämne sitt eget fasdiagram, därför trenden nämnda kanske inte replikeras i alla fallstudier eftersom lutningarna på kurvorna för balansen varierar.