О Диаграмма фаз представляет собой график, который позволяет вам определить, в каком физическом состоянии находится вещество в любой момент времени, зная его температуру и давление.
Лабораторные измерения используются для построения фазовой диаграммы данного вещества.
Диаграмма разделена на три области, которые представляют твердое, жидкое и парообразное состояние.
Точки на линиях, ограничивающих эти области, указывают значения температуры и давления, при которых вещество может находиться в двух состояниях.
Фазовая диаграмма состоит из следующих элементов:
- кривая Слияние: разделяет области, соответствующие твердому и жидкому состояниям.
- кривая испарение: разделяет области, соответствующие жидкой и паровой фазам.
- кривая сублимация: разделяет области, соответствующие твердой и паровой фазам.
- тройная точка: точка пересечения трех кривых (плавление, испарение и сублимация). Эта точка указывает значения температуры и давления, при которых вещество может одновременно находиться в трех состояниях.
- Критическая точка: указывает на самую высокую температуру, при которой вещество является паром. С этого момента больше невозможно различать жидкое и парообразное состояния. При температурах выше критической точки вещество превращается в газ.
На рисунке ниже мы представляем фазовую диаграмму:
Подробнее читайте на: Изменения физического состояния.
кривая плавления
Вещества, как правило, увеличиваются в объеме при плавлении и, наоборот, уменьшаются в объеме при затвердевании. Как следствие, повышение давления приводит к повышению температуры плавления (температуры плавления).
Однако есть исключения среди них: вода, которая при таянии уменьшается в объеме. В этом случае повышение давления вызывает снижение температуры плавления.
Таким образом, кривая плавления этих веществ будет выглядеть так:
Пример
Рассмотрим фазовую диаграмму СО2 (углекислый газ) представлены ниже и ответят на вопросы:
а) На какой фазе находится СО2 , когда у вас температура -60 ° C и давление 50 атм?
б) Определенное количество CO2 жидкость подвергается давлению 56 атм и удерживается в контейнере. Если жидкость нагревается, сохраняя постоянное давление, при каком значении температуры произойдет испарение?
в) Каковы значения температуры и давления тройной точки CO2?
г) кусок сухого льда (CO2) подвергается давлению 2 атм. Его нагревают, поддерживая постоянное давление. В определенный момент начинает происходить фазовый переход. Как называется это изменение?
разрешение:
а) Наблюдая диаграмму, заключаем, что СО2 будет в твердой фазе.
б) Испарение произойдет, когда температура достигнет 20 ° C.
c) Тройная точка соответствует пересечению трех кривых, в случае CO2, когда он имеет температуру -57 ° C и давление 5,2 атм, три физических состояния могут сосуществовать.
г) Произойдет сублимация
Чтобы узнать больше, прочтите также:
- Затвердевание
- Температура плавления и кипения
- Испарение
- Конденсация
Решенные упражнения
1) Энем - 2000 г.
Даже сегодня люди очень часто используют глиняные контейнеры (кувшины или неглазурованные керамические горшки), чтобы сохранить воду при более низкой температуре, чем температура окружающей среды. Это потому что:
а) глина изолирует воду от окружающей среды, всегда поддерживая ее при более низкой температуре, чем ее собственная, как если бы это был пенополистирол.
б) глина обладает способностью «замораживать» воду благодаря своему химическому составу. В реакции вода теряет тепло.
в) глина пористая, что позволяет воде проходить через нее. Часть этой воды испаряется, забирая тепло от моринги и остальной воды, которые затем охлаждаются.
г) глина пористая, что позволяет воде оседать снаружи кувшина. Наружная вода всегда имеет более высокую температуру, чем внутренняя.
д) Моринга - это своего рода натуральный холодильник, выделяющий гигроскопичные вещества, которые естественным образом понижают температуру воды.
Альтернатива c: глина пористая, через нее проходит вода. Часть этой воды испаряется, забирая тепло от моринги и остальной воды, которые затем охлаждаются.
2) Ita - 2013 г.
Рассмотрим гипотетическую фазовую диаграмму, схематически представленную на следующем рисунке:
Что обозначают точки A, B, C, D и E?
точка А: точка сублимации
точка B: тройная точка
Точка C: точка плавления / затвердевания
точка D: точка испарения / конденсации
точка E: критическая точка
3) УЭК - 2009 г.
Взглянем на фазовую диаграмму PT, показанную ниже. Можно сделать правильный вывод, что вещество, прошедшее процесс сублимации, следует траектории:
а) X или Y
б) Y или U
в) U или V
г) T или X
Альтернатива b: Y или U
