Cel nauczania
- Opisać główne cechy diagramu fazowego.
Kluczowe punkty
- Głównymi cechami diagramu fazowego są granice faz i punkt potrójny.
- Schematy fazowe pokazują wpływ zmian ciśnienia i temperatury na stan materii.
- Na granicach faz współistnieją dwie fazy materii (to, które dwie, zależy od zachodzącego przejścia fazowego).
- Punkt potrójny to punkt na diagramie fazowym, w którym trzy odrębne fazy materii współistnieją w równowadze.
Terminy
- Punkt potrójnyWyjątkowa temperatura i ciśnienie, w których fazy stała, ciekła i gazowa danej substancji są ze sobą w równowadze.
- Granica fazowaLinia na diagramie fazowym, która wskazuje warunki, w których dwa (przejściowe) stany materii istnieją w równowadze.
Schemat fazowy to wykres, który pokazuje, w jakich warunkach temperatury i ciśnienia występują różne fazy materii. Najprostsze diagramy fazowe dotyczą czystych substancji. Wykresy te przedstawiają ciśnienie na osi y i temperaturę na osi x.
Choć fazy są koncepcyjnie proste, trudno jest je dokładnie zdefiniować. Faza systemu jest ogólnie definiowana jako region w przestrzeni parametrów zmiennych termodynamicznych systemu (dla bezpośrednich celów, w przestrzeni parametrów ciśnienie-temperatura), w którym energia swobodna systemu jest analityczna (co oznacza, że może być dokładnie obliczona na podstawie znanych parametrów systemu).
Głównymi cechami diagramu fazowego są granice faz i punkt potrójny.
- Granice fazowe, lub linie równowagi, są granicami, które wskazują warunki, w których dwie fazy materii mogą współistnieć w stanie równowagi.
- Punkt potrójny to punkt na diagramie fazowym, w którym przecinają się linie równowagi – punkt, w którym współistnieją wszystkie trzy odrębne fazy materii (stała, ciekła, gazowa).
Schematy fazowe dla wody są przydatne do nauki analizy tych schematów. Wzdłuż niebieskiej granicy faz, woda istnieje zarówno jako para jak i ciecz. Wzdłuż kropkowanej zielonej granicy fazowej widzimy anomalne zachowanie wody: istnieje ona jako ciało stałe w wystarczająco niskich temperaturach i wystarczająco wysokich ciśnieniach. W punkcie potrójnym, woda w stanie stałym, ciekłym i gazowym współistnieje.
.