13.19: Загальна діаграма етапу

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 13.18: Криві нагріву та охолодження
- 13.20: Діаграма фази для води

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Багато ракети використовують для свого палива комбінацію гасу і рідкого кисню. Кисень можна зменшити до рідкого стану або шляхом охолодження, або за допомогою високого тиску. У випадку з ракетою, оскільки кисень знаходиться в контейнері, по суті, поза відкритим небом, підтримувати температуру $-183^\text{o} \text{C}$ (температуру кипіння кисню) не дуже практично. Однак високий тиск може бути використаний для примусового потрапляння кисню в баки, змушуючи його розріджуватися, щоб він змішувався з гасом, і забезпечити потужне запалювання для переміщення ракети.

Фазові діаграми

Взаємозв'язок між твердим, рідким і паровим (газовим) станами речовини можна показати як функцію температури і тиску на єдиній діаграмі. Фазова діаграма - це графік, що показує умови температури та тиску, при яких речовина існує у твердій, рідкій та газовій фазах. Вивчіть загальну діаграму стану, показану на малюнку нижче. У кожній з трьох кольорових областей діаграми речовина знаходиться в єдиному стані (або фазі). Темні лінії, які діють як межа між цими регіонами, представляють умови, за яких дві фази знаходяться в рівновазі.

Малюнок $\PageIndex{1}$ : Загальна діаграма стану стану (фази) речовини в залежності від його температури і тиску.

Знайти $X$ на осі тиску і припустити, що значення $X$ є стандартним тиском $1 \: \text{atm}$ . Коли один рухається зліва направо через червону лінію, температура твердої речовини підвищується, тоді як тиск залишається постійним. При $A$ досягненні точки речовина плавиться і температура $B$ на горизонтальній осі представляє нормальну температуру плавлення речовини. Рухаючись далі вправо, речовина закипає в точці $Y$ і так точка $C$ на горизонтальній осі представляє нормальну температуру кипіння речовини. У міру підвищення температури при постійному тиску речовина змінюється з твердого на рідке на газ.

Почніть прямо над точкою $B$ на температурній осі і дотримуйтесь червоної лінії вертикально. При дуже низькому тиску частинки речовини знаходяться далеко один від одного і речовина знаходиться в газовому стані. У міру підвищення тиску частинки речовини змушують все ближче і зближувати один до одного. Врешті-решт частинки проштовхуються настільки близько один до одного, що сили притягання змушують речовина конденсуватися в рідкому стані. Постійне підвищення тиску на рідину в кінцевому підсумку призведе до затвердіння речовини. Для більшості речовин твердий стан щільніше, ніж рідкий, і тому введення рідини під великим тиском призведе до того, що вона перетвориться на тверде тіло. Лінійний відрізок $R$ - $S$ являє собою процес сублімації, де речовина змінюється безпосередньо з твердого тіла на газ. При досить низькому тиску рідкої фази не існує. Позначена точка $TP$ називається потрійною точкою. Потрійна точка - це одна умова температури та тиску, де тверді, рідкі та парові стани речовини можуть співіснувати в рівновазі.

Резюме

Фазова діаграма відображає умови температури та тиску, при яких речовина існує у твердому, рідкому та газовому станах.
Потрійна точка - це одна умова температури та тиску, де тверді, рідкі та парові стани речовини можуть співіснувати в рівновазі.