O Fázisdiagram egy grafikon, amely lehetővé teszi, hogy meghatározza, hogy az anyag milyen fizikai állapotban van egy adott időpontban, ismerve annak hőmérsékletét és nyomását.
A laboratóriumi méréseket egy adott anyag fázisdiagramjának elkészítéséhez használják.
A diagram három régióra oszlik, amelyek a szilárd, folyékony és gőz állapotot képviselik.
Azok a pontok a vonalakon, amelyek ezeket a területeket körülhatárolják, jelzik azokat a hőmérsékleti és nyomási értékeket, amelyek szerint az anyag két állapotban lehet.
A fázisdiagram a következő elemeket tartalmazza:
- görbe Fúzió: elválasztja a szilárd és folyékony állapotnak megfelelő területeket.
- görbe párologtatás: elválasztja a folyadék- és gőzfázisnak megfelelő területeket.
- görbe szublimáció: elválasztja a szilárd és a gőz fázisnak megfelelő területeket.
- hármas pont: a három görbe metszéspontja (fúzió, párolgás és szublimáció). Ez a pont jelzi azokat a hőmérsékleti és nyomásértékeket, amelyek az anyag egyszerre lehetnek a három állapotban.
- Kritikus pont: azt a legmagasabb hőmérsékletet jelzi, hogy az anyag gőz. Ettől kezdve már nem lehet különbséget tenni a folyékony és a gőz állapot között. A kritikus pont feletti hőmérsékleten az anyag gázzá válik.
Az alábbi ábrán egy fázisdiagram ábrázolását mutatjuk be:
További információ itt:: A fizikai állapot megváltozik.
olvadási görbe
Az anyagok általában növekszik a térfogatuk, amikor összeolvadnak, és éppen ellenkezőleg, a térfogat csökken, amikor megszilárdulnak. Ennek eredményeként a nyomás növekedése az olvadáspont (olvadási hőmérséklet) növekedéséhez vezet.
Van azonban néhány kivétel közöttük a víz, amely olvadásban csökken a térfogata. Ebben az esetben a nyomás növekedése az olvadáspont csökkenését okozza.
Így ezen anyagok olvadási görbéje így fog kinézni:
Példa
Tekintsük a CO fázisdiagramot2 (szén-dioxid) az alábbiakban ábrázolva, és válaszoljon a kérdésekre:
a) Milyen fázis a CO2 , amikor a hőmérséklete -60 ° C és a nyomás 50 atm?
b) Bizonyos mennyiségű CO2 a folyadékot 56 atm nyomásnak vetik alá, és egy tartályba zárják. Ha a folyadékot melegítjük, miközben a nyomás állandó marad, akkor mi az a hőmérsékleti érték, amelynél a párolgás bekövetkezik?
c) Mekkora a hőmérséklet és nyomás értéke a hármas CO-nak?2?
d) Egy darab száraz jég (CO2) 2 atm nyomásnak vetjük alá. Az állandó nyomást fenntartva melegítik. Egy bizonyos pillanatban elkezdődik egy fázisváltozás. Mi a neve ennek a változásnak?
Felbontás:
a) A diagram figyelembevételével arra a következtetésre jutunk, hogy a CO2 szilárd fázisban lesz.
b) Párolgás akkor következik be, amikor a hőmérséklet eléri a 20 ° C-ot.
c) A hármas pont megfelel a három görbe metszéspontjának, CO esetén2, amikor -57 ° C hőmérséklete és 5,2 atm nyomása van, akkor a három fizikai állapot együttélhet.
d) Szublimáció fog bekövetkezni
Ha többet szeretne megtudni, olvassa el még:
- Megszilárdulás
- Olvadáspont és forráspont
- Párolgás
- Páralecsapódás
Megoldott gyakorlatok
1) Ellenség - 2000
Ma is nagyon gyakori, hogy az emberek cserépedényeket (üvegeket vagy máz nélküli kerámia edényeket) használnak a víz megőrzéséhez a környezet hőmérsékleténél alacsonyabb hőmérsékleten. Ez azért van, mert:
a) az agyag elkülöníti a vizet a környezettől, mindig alacsonyabb hőmérsékleten tartja, mint a sajátja, mintha hungarocell lenne.
b) az agyag kémiai összetétele miatt képes „lefagyasztani” a vizet. A reakció során a víz elveszíti a hőt.
c) az agyag porózus, lehetővé teszi a víz áthaladását rajta. Ennek a víznek egy része elpárolog, meleget vesz a moringából és a többi vízből, majd lehűtik.
d) az agyag porózus, lehetővé teszi a víz leülepedését a kancsó külsején. A külső víz mindig magasabb hőmérsékletű, mint a belseje.
e) A Moringa egyfajta természetes hűtőszekrény, amely higroszkópos anyagokat szabadít fel, amelyek természetesen csökkentik a víz hőmérsékletét.
C alternatíva: az agyag porózus, lehetővé teszi a víz áthaladását rajta. Ennek a víznek egy része elpárolog, meleget vesz a moringából és a többi vízből, majd lehűtik.
2) Ita - 2013
Tekintsük a következő ábrán sematikusan ábrázolt hipotetikus fázisképet:
Mit jelentenek az A, B, C, D és E pontok?
A pont: szublimációs pont
B pont: hármas pont
C pont: olvadáspont / megszilárdulás pont
D pont: párolgási / kondenzációs pont
E pont: kritikus pont
3) UECE - 2009
Az alább látható PT fázisdiagramot nézve. Helyesen megállapítható, hogy a szublimációs folyamaton átesett anyag követi a pályát:
a) X vagy Y
b) Y vagy U
c) U vagy V
d) T vagy X
B alternatíva: Y vagy U
