Glavni znanost

Fizika faznega diagrama

Fizika faznega diagrama
Fizika faznega diagrama
Anonim

Fazni diagram, graf, ki prikazuje mejne pogoje za trdno, tekočo in plinasto fazo posamezne snovi ali zmesi snovi, pri čemer se spreminjajo pritisk in temperatura ali v kakšni drugi kombinaciji spremenljivk, kot sta topnost in temperatura. Slika prikazuje tipičen fazni diagram enokomponentnega sistema (tj. Tistega, ki je sestavljen iz ene same čiste snovi), krivulje pa so bile pridobljene z meritvami pri različnih tlakih in temperaturah. Na katerem koli mestu na območjih, ločenih z krivuljama, tlak in temperatura omogočata samo eno fazo (trdno, tekoče ali plinsko), spremembe temperature in tlaka pa do točk na krivuljah ne bodo spremenile te faze. V kateri koli točki krivulj temperatura in tlak omogočata, da v ravnovesju obstajata dve fazi: trdna in tekoča, trdna in para ali tekoča in para. Na primer, črta za spreminjanje temperature parnega tlaka za tekočino je meja med tekočino in hlapi; na strani nizkotlačne, visokotemperaturne cevi lahko obstaja le para, medtem ko mora biti snov tekoča na strani visokega tlaka in nizke temperature; tekočina in para obstajajo skupaj pri temperaturah in tlakih, ki ustrezajo točkam na progi; Na mestu, kjer ta črta izgine, imenovano kritična točka, postaneta tekočina in njena para neločljiva. Po črti med tekočino in trdno sliko lahko najdemo temperature taljenja za različne tlake. Stičišče treh krivulj, imenovanih trojna točka, predstavlja edinstvene pogoje, pod katerimi vse tri faze obstajajo v ravnotežju skupaj. Fazni diagram za dve komponenti običajno prikazuje krivulje taljenja na diagramu temperaturne sestave.

tekočina: fazni diagram čiste snovi

Ko sta temperatura in tlak čiste snovi določena, se določi tudi ravnotežno stanje snovi. To je ponazorjeno

Fazni diagrami so specifični za vsako snov in zmes. Kompleksne mešanice lahko zahtevajo tridimenzionalne fazne diagrame, ki jih lahko z uporabo perspektive predstavimo v dveh dimenzijah. Fazni diagrami se pogosto uporabljajo v študijah mineralnih ravnotežij v povezavi s pogoji tvorjenja kamnin in mineralov znotraj Zemlje. Prav tako so neprecenljive pri načrtovanju industrijske opreme in iskanju optimalnih pogojev za proizvodne procese ter pri določanju čistosti snovi.