ا مخطط المراحل هو رسم بياني يسمح لك بتحديد الحالة الفيزيائية للمادة في أي وقت ، مع معرفة درجة حرارتها وضغطها.
تستخدم القياسات المختبرية لبناء مخطط الطور لمادة معينة.
ينقسم الرسم البياني إلى ثلاث مناطق ، والتي تمثل الحالة الصلبة والسائلة والبخارية.
تشير النقاط الموجودة على الخطوط التي تحدد هذه المناطق إلى قيم درجة الحرارة والضغط التي يمكن أن تكون المادة في حالتين.
يحتوي مخطط الطور على العناصر التالية:
- منحنى انصهار: يفصل بين المساحات المقابلة للحالات الصلبة والسائلة.
- منحنى تبخير: يفصل بين المناطق المقابلة لمراحل السائل والبخار.
- منحنى تسامي: يفصل بين المناطق المقابلة لمراحل الصلب والبخار.
- النقطة الثلاثية: نقطة تقاطع المنحنيات الثلاثة (اندماج ، تبخر ، تسامي). تشير هذه النقطة إلى قيم درجة الحرارة والضغط التي يمكن أن تكون عليها المادة في نفس الوقت في الحالات الثلاث.
- نقطة حرجة: يشير إلى أعلى درجة حرارة أن المادة عبارة عن بخار. من تلك النقطة فصاعدًا ، لم يعد من الممكن التفريق بين الحالة السائلة والبخارية. عند درجات حرارة أعلى من النقطة الحرجة ، تصبح المادة غازًا.
في الشكل أدناه ، نقدم تمثيلاً لمخطط المرحلة:
اقراء المزيد على: تتغير الحالة الفيزيائية.
منحنى الانصهار
تزداد المواد بشكل عام في الحجم عندما تخضع للانصهار ، وعلى العكس من ذلك ، تنخفض في الحجم عندما تتصلب. نتيجة لذلك ، تؤدي زيادة الضغط إلى زيادة درجة الانصهار (درجة حرارة الانصهار).
ومع ذلك ، هناك بعض الاستثناءات من بينها الماء ، حيث يتناقص حجمه في الذوبان. في هذه الحالة ، تؤدي زيادة الضغط إلى انخفاض درجة الانصهار.
وهكذا ، سيبدو منحنى الذوبان لهذه المواد كما يلي:
مثال
ضع في اعتبارك مخطط طور ثاني أكسيد الكربون2 (ثاني أكسيد الكربون) الموضح أدناه والإجابة على الأسئلة:
أ) ما هي المرحلة هو CO2 ، عندما تكون درجة حرارتها -60 درجة مئوية والضغط 50 ضغط جوي؟
ب) كمية معينة من أول أكسيد الكربون2 يتعرض السائل لضغط 56 ضغط جوي ، ويوضع في وعاء. إذا تم تسخين السائل مع الحفاظ على الضغط ثابتًا ، فما قيمة درجة الحرارة التي سيحدث عندها التبخر؟
ج) ما هي درجة الحرارة وقيمة الضغط للنقطة الثلاثية لثاني أكسيد الكربون2?
د) قطعة من الثلج الجاف (CO2) لضغط 2 صراف آلي. يتم تسخينه مع الحفاظ على ضغط ثابت. في لحظة معينة يبدأ تغيير المرحلة في الحدوث. ما اسم هذا التغيير؟
القرار:
أ) من خلال مراقبة الرسم البياني ، نستنتج أن ثاني أكسيد الكربون2 سيكون في المرحلة الصلبة.
ب) سيحدث التبخر عندما تصل درجة الحرارة إلى 20 درجة مئوية.
ج) النقطة الثلاثية تقابل تقاطع المنحنيات الثلاثة في حالة ثاني أكسيد الكربون2, عندما تبلغ درجة الحرارة -57 درجة مئوية وضغطها 5.2 ضغط جوي ، يمكن أن تتعايش الحالات الفيزيائية الثلاث.
د) سيحدث التسامي
لمعرفة المزيد ، اقرأ أيضًا:
- التصلب
- نقطة الانصهار والغليان
- تبخر
- تركيز
تمارين محلولة
1) العدو - 2000
حتى اليوم ، من الشائع جدًا أن يستخدم الناس أوعية خزفية (أواني أو أواني خزفية غير مزججة) للحفاظ على المياه عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة البيئة. هذا بسبب:
أ) يعزل الطين الماء عن البيئة ، ودائماً ما يحافظ على درجة حرارة أقل من درجة حرارته ، كما لو كان مادة ستايروفوم.
ب) للطين القدرة على "تجميد" الماء بسبب تركيبته الكيميائية. في التفاعل ، يفقد الماء الحرارة.
ج) الطين مسامي ، مما يسمح بمرور الماء من خلاله. يتبخر جزء من هذا الماء ، مع أخذ الحرارة من المورينجا وبقية الماء ، ثم يتم تبريده.
د) الطين مسامي ، مما يسمح للماء بالاستقرار على السطح الخارجي للإبريق. الماء الخارجي دائمًا عند درجة حرارة أعلى من الداخل.
ه) المورينجا هي نوع من الثلاجات الطبيعية ، تطلق مواد استرطابية تقلل بشكل طبيعي من درجة حرارة الماء.
البديل ج: الطين مسامي ، مما يسمح بمرور الماء. يتبخر جزء من هذا الماء ، مع أخذ الحرارة من المورينجا وبقية الماء ، ثم يتم تبريده.
2) إيتا - 2013
ضع في اعتبارك مخطط المرحلة الافتراضي الموضح بشكل تخطيطي في الشكل التالي:
ماذا تمثل النقاط A و B و C و D و E؟
النقطة أ: نقطة التسامي
النقطة ب: النقطة الثلاثية
نقطة C: نقطة الانصهار / التصلب
النقطة D: نقطة التبخير / التكثيف
النقطة هـ: النقطة الحرجة
3) UECE - 2009
بالنظر إلى مخطط مرحلة PT الموضح أدناه. يمكن الاستنتاج ، بشكل صحيح ، أن المادة التي مرت بعملية التسامي تتبع المسار:
أ) X أو Y
ب) Y أو U
ج) U أو V.
د) T أو X
البديل ب: Y أو U
