Cíl výuky
- Popsat hlavní rysy fázového diagramu.
Klíčové body
- Hlavními znaky fázového diagramu jsou fázové hranice a trojný bod.
- Fázové diagramy demonstrují vliv změn tlaku a teploty na stav hmoty.
- Na fázových hranicích koexistují dvě fáze hmoty (které dvě, závisí na probíhajícím fázovém přechodu).
- Trojný bod je bod na fázovém diagramu, ve kterém koexistují v rovnováze tři různé fáze látky.
Termíny
- Trojný bodJedinečná teplota a tlak, při kterých jsou všechny pevné, kapalné a plynné fáze látky ve vzájemné rovnováze.
- fázová hraniceČára ve fázovém diagramu, která označuje podmínky, za nichž existují dva (přechodné) stavy látky v rovnováze.
Fázový diagram je graf, který ukazuje, za jakých podmínek teploty a tlaku se vyskytují různé fáze látky. Nejjednodušší jsou fázové diagramy čistých látek. Tyto diagramy zobrazují tlak na ose y a teplotu na ose x.
Ačkoli jsou fáze pojmově jednoduché, je obtížné je přesně definovat. Fáze systému je obecně definována jako oblast v prostoru parametrů termodynamických veličin systému (pro okamžité účely v prostoru parametrů tlaku a teploty), ve které je volná energie systému analytická (což znamená, že ji lze přesně vypočítat ze známých parametrů systému).
Hlavními rysy fázového diagramu jsou hranice fází a trojný bod.
- Fázové hranice neboli čáry rovnováhy jsou hranice, které označují podmínky, za nichž mohou dvě fáze látky koexistovat v rovnováze.
- Trojný bod je bod na fázovém diagramu, kde se protínají čáry rovnováhy – bod, ve kterém koexistují všechny tři různé fáze látky (pevná, kapalná, plynná).
Fázový diagram vody je užitečný pro výuku analýzy těchto diagramů. Podél modré fázové hranice existuje voda jako pára i jako kapalina. Podél přerušované zelené fázové hranice vidíme anomální chování vody: při dostatečně nízkých teplotách a vysokých tlacích existuje jako pevná látka. V trojném bodě existuje voda v pevném, kapalném i plynném skupenství současně.
.