Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Фазові діаграми

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24714

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Навички для розвитку

    • Визначте та опишіть частини фазової діаграми

    Ви знаєте, що фазові зміни зазвичай залежать від температури, яка визначає кінетичну енергію атомів і молекул. Ми згадували раніше, що вони також залежать від тиску. У розділі про фазові зміни ми сказали, що температура кипіння - це місце, де тиск пари однаковий при зовнішньому тиску, тому чітко температура кипіння залежить від тиску! Температура плавлення також залежить від тиску (зазвичай щільність твердої речовини і рідини різна, тому це має сенс), але не так сильно, як температура кипіння, оскільки зміни обсягу менші. Ми використовуємо фазові діаграми, щоб показати, як температури переходу залежать від температури і тиску.

    Загальна діаграма стану. Маркуються потрійна точка і критична точка. Суцільна зелена лінія представляє температуру плавлення більшості рідин, а пунктирна зелена лінія представляє незвичайну поведінку води. Малюнок адаптований з Матьєумарешаля через Вікісховище.

    Подивіться на схему. Зверніть увагу, що газова фаза знаходиться на дні, де тиск низький. Тверда знаходиться зліва, де температура низька. Рідина знаходиться між ними. Червоною лінією зображена точка сублімації: уздовж цієї лінії низький тиск, тверда речовина перетворюється безпосередньо в газ, не проходячи через рідину. Точка, де рідина стає стабільною, називається потрійною точкою, де всі три фази (тверда, рідина і газ) знаходяться в рівновазі. Синій лінією є точка кипіння. Зверніть увагу, що температура кипіння сильно змінюється при зміні тиску. Суцільна зелена лінія показує температуру плавлення більшості рідин. Зверніть увагу, що температура плавлення не залежить від тиску майже так само, як температура кипіння (що має сенс, оскільки зміна об'єму від твердого до рідкого невелика). Більшість рідин менш щільні, ніж тверда фаза, тому більш високий тиск збільшує температуру плавлення. Пунктирна зелена лінія показує температуру плавлення води. Вода щільніше, як рідина, тому більш високий тиск знижує температуру плавлення.

    Друга червона точка на схемі - критична точка. Пунктирними чорними лініями показано область, де існує надкритична рідина. Це високотемпературна, високотемпературна частина діаграми. Оскільки температура висока, молекули мають багато кінетичної енергії, тому рідка форма насправді не стабільна, оскільки міжмолекулярні сили недостатньо сильні, щоб утримувати такі енергетичні молекули разом. Однак тиск настільки високий, що молекули також не можуть відійти один від одного, тому вони багато натикаються один на одного, і відчувають деякі пам'ятки, і насправді не діють як звичайний газ (звичайно, не ідеальний газ!). Минувши критичну точку, немає чіткої рідини або газу, просто надкритична рідина з деякими особливими властивостями.

    Надкритичні рідини можуть зробити хороші розчинники. Наприклад, надкритичний СО 2 зазвичай використовується, оскільки це безпечний, інертний, недорогий неполярний розчинник. Більшість неполярних розчинників не дуже безпечні (токсичні та легкозаймисті), а утилізація їх коштує дорого; надкритичний СО 2 дозволяє уникнути цих проблем.

    Зовнішнє посилання

    Автори та атрибуція