化学入門

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Learning Objective

  • 相図の主な特徴を説明しなさい。

キーポイント

  • 相図の主な特徴は相境界と三重点です。
  • 相図は、圧力と温度の変化が物質の状態に及ぼす影響を示します。
  • 相境界では、物質の2相が共存します(どの2相かは起こっている相転移によって異なります)。
  • 三重点は、物質の3つの異なる相が平衡状態で共存する相図上の点である。

用語

  • 三重点ある物質の固相、液相、気相がすべて互いに平衡状態にある固有の温度と圧力である。
  • 相境界相図において、物質の2つの(遷移)状態が平衡状態で存在する条件を示す線。

相図とは、物質の異なる相が温度と圧力のどの条件下で発生するかを示すグラフである。 最も単純な相図は純物質のものである。 これらの図はY軸に圧力、X軸に温度をプロットする。

相は概念的には単純であるが、正確に定義するのは難しい。 系の相は一般に、系の熱力学変数のパラメータ空間(当面の目的は圧力-温度パラメータ空間)において、系の自由エネルギーが解析的である(つまり、系の既知のパラメータから正確に計算できる)領域と定義される。

  • 相境界(平衡線)とは、物質の2つの相が平衡状態で共存できる条件を示す境界のことである。
  • 三重点とは、相図において平衡線が交差する点、すなわち物質の3つの異なる相(固体、液体、気体)がすべて共存する点を指す。
相図この相図はほとんどの物質で典型的で、実線は相境界を示している。 緑線は凝固点(液体から固体への転移)、青線は沸点(液体から気体への転移)、赤線は固体が直接気体になる条件(またはその逆)を示している。 緑色の点線は、水の相図における緑色の実線に対応するものである。 水の異常な振る舞いを示している。

これらの図の分析方法を学ぶには、水の相図が役に立つ。 青い相境界に沿って、水は蒸気と液体の両方で存在する。 緑色の点線は、低温・高圧下では固体として存在するという水の異常な挙動を表しています。

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「Boundless」

http://www.boundless.com/
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「三重ポイント」

http://en.wikipedia.org/wiki/Triple%20point
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.

「Triple point」

「相境界」

http://en.wikipedia.org/wiki/phase%20boundary
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.

「固相」

http://en.wiktionary.org/wiki/solidus
Wiktionary
CC BY-SA 3.0.

「相境界」
「相境界」

http://en.wikipedia.org/wiki/phase%20boundary

CC BY-SA 0.

「相図-WikiPremed MCATコース」

http://www.wikipremed.com/mcat_course.php?code=0207000402000000
WikiPremed
CC BY-SA.

「相図」

http://en.wikipedia.org/wiki/Phase_diagram
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.0.

「化学一般/気体、液体、固体はそれぞれ特定の物理的特性を持つ」

http://en.wikibooks.org/wiki/General_Chemistry/Gases,_liquids_and_solids_each_have_specific_physical_characteristics%23Phase_diagrams
Wikibooks
CC BY-SA 3.0.

「位相図」

「化学一般」

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