Fasdiagram: exempel och lösta övningar

O Fasdiagram är ett diagram som låter dig definiera vilket fysiskt tillstånd ett ämne befinner sig vid varje given tidpunkt, med vetskap om dess temperatur och tryck.

Laboratoriemätningar används för att bygga fasdiagrammet för ett givet ämne.

Diagrammet är indelat i tre regioner, som representerar fast, flytande och ångtillstånd.

Prickarna på linjerna som avgränsar dessa regioner indikerar värdena för temperatur och tryck som ämnet kan vara i två tillstånd.

Ett fasdiagram har följande element:

kurva av Fusion: separerar områdena som motsvarar fasta och flytande tillstånd.
kurva av förångning: separerar områdena som motsvarar vätske- och ångfaserna.
kurva av sublimering: separerar områdena som motsvarar fasta och ånga faser.
trippel punkt: skärningspunkten för de tre kurvorna (fusion, förångning och sublimering). Denna punkt indikerar de temperatur- och tryckvärden som ämnet samtidigt kan vara i de tre tillstånden.
Kritisk punkt: anger den högsta temperaturen att ämnet är ånga. Från och med den tiden är det inte längre möjligt att skilja mellan vätske- och ångtillstånd. Vid temperaturer över den kritiska punkten blir ämnet en gas.
instagram story viewer

I figuren nedan presenterar vi ett fasdiagram:

Läs mer på: Fysiska tillstånd förändras.

smältkurva

Ämnen ökar i allmänhet i volym när de genomgår fusion och tvärtom minskar volymen när de stelnar. Som en konsekvens leder en ökning av trycket till en ökning av smältpunkten (smälttemperatur).

Det finns dock några undantag bland dem vatten, som vid smältning minskar i volym. I detta fall orsakar en ökning av trycket en minskning av smältpunkten.

Således kommer smältkurvan för dessa ämnen att se ut så här:

vattensmältningskurva — Ämnen som minskar i volym i fusionen

Exempel

Tänk på CO-fasdiagrammet₂ (koldioxid) representerad nedan och svara på frågorna:

a) Vilken fas är CO₂, när dess temperatur är -60 ºC och trycket är 50 atm?
b) En viss mängd CO₂ vätska utsätts för ett tryck av 56 atm och begränsas i en behållare. Om vätskan värms upp och håller trycket konstant, vad är temperaturvärdet vid vilket förångning kommer att ske?
c) Vad är temperatur och tryckvärde för trippelpunkten för CO₂?
d) En bit torris (CO₂) utsätts för ett tryck av 2 atm. Den värms upp och håller konstant tryck. Vid ett visst ögonblick börjar en fasförändring inträffa. Vad heter denna förändring?

Upplösning:

a) Med beaktande av diagrammet drar vi slutsatsen att CO₂ kommer att vara i den fasta fasen.
b) Förångning sker när temperaturen når 20 ° C.
c) Trippelpunkten motsvarar skärningen mellan de tre kurvorna, när det gäller CO_2,när den har en temperatur på -57 ° C och ett tryck på 5,2 atm kan de tre fysiska tillstånden samexistera.
d) Sublimering kommer att ske

För att lära dig mer, läs även:

Stelning
Smältpunkt och kokpunkt
avdunstning
Kondensation

Lösta övningar

1) Enem - 2000

Än idag är det mycket vanligt att människor använder lergodsbehållare (burkar eller glaserade keramiska krukor) för att spara vatten vid en temperatur som är lägre än miljöns. Det här är för att:

a) lera isolerar vatten från miljön och håller det alltid vid en lägre temperatur än sin egen, som om det är isopor.
b) lera har förmågan att "frysa" vatten på grund av dess kemiska sammansättning. I reaktionen förlorar vatten värme.
c) leran är porös och låter vatten passera genom den. En del av detta vatten avdunstar och tar värme från moringa och resten av vattnet, som sedan kyls.
d) leran är porös, så att vatten kan sedimentera på utsidan av kannan. Utvattnet har alltid högre temperatur än insidan.
e) Moringa är ett slags naturligt kylskåp som släpper ut hygroskopiska ämnen som naturligt sänker vattentemperaturen.

Se Svar

Alternativ c: lera är porös, så att vatten kan passera igenom. En del av detta vatten avdunstar och tar värme från moringa och resten av vattnet, som sedan kyls.

2) Ita - 2013

Tänk på det hypotetiska fasdiagrammet som visas schematiskt i följande figur: