Tanulási cél
- Írd le a fázisdiagram főbb jellemzőit.
Főbb pontok
- A fázisdiagram főbb jellemzői a fázishatárok és a hármaspont.
- A fázisdiagramok bemutatják a nyomás- és hőmérsékletváltozások hatását az anyag állapotára.
- A fázishatárokon két anyagfázis létezik egymás mellett (hogy melyik kettő, az a bekövetkező fázisátalakulástól függ).
- A hármas pont az a pont a fázisdiagramon, ahol három különböző anyagfázis egyensúlyban létezik egymás mellett.
Termek
- Hármas pontAz az egyedi hőmérséklet és nyomás, ahol egy anyag szilárd, folyékony és gázfázisa egyensúlyban van egymással.
- fázishatárA fázisdiagram azon vonala, amely azokat a feltételeket jelzi, amelyek között két (átmeneti) halmazállapot egyensúlyban van.
A fázisdiagram egy olyan grafikon, amely megmutatja, hogy milyen hőmérsékleti és nyomásviszonyok között fordulnak elő az anyag különböző fázisai. A legegyszerűbb fázisdiagramok tiszta anyagokra vonatkoznak. Ezek a diagramok az y-tengelyen a nyomást, az x-tengelyen pedig a hőmérsékletet ábrázolják.
Bár a fázisok fogalmilag egyszerűek, nehéz pontosan meghatározni őket. Egy rendszer fázisát általában úgy definiálják, mint a rendszer termodinamikai változóinak paraméterterében (közvetlen célokra a nyomás-hőmérséklet paraméterterében) azt a tartományt, amelyben a rendszer szabad energiája analitikus (vagyis a rendszer ismert paramétereiből pontosan kiszámítható).
A fázisdiagram fő jellemzői a fázishatárok és a hármaspont.
- A fázishatárok vagy egyensúlyi vonalak olyan határok, amelyek azokat a feltételeket jelölik, amelyek mellett két anyagfázis egyensúlyban létezhet egymás mellett.
- A hármas pont az a pont a fázisdiagramon, ahol az egyensúlyi vonalak metszik egymást – az a pont, ahol az anyag mindhárom különböző fázisa (szilárd, folyékony, gáz) együtt létezik.
A víz fázisdiagramja hasznos az ilyen diagramok elemzésének megtanulásához. A kék fázishatár mentén a víz gőzként és folyadékként is létezik. A szaggatott zöld fázishatár mentén a víz rendellenes viselkedését látjuk: elég alacsony hőmérsékleten és elég magas nyomáson szilárd anyagként létezik. A hármasponton a víz szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban is létezik.