ወሳኝ በሆነ የሶስት ነጥብ የሙቀት መጠን የሁኔታ ለውጥ

በስቴት ወሳኝ የሙቀት መጠን ላይ የቁሳቁስ ለውጦች ባለ ሶስት ነጥብ

ስለ ተስማሚ የጋዝ ህግ ውይይት፣ ተስማሚ የጋዝ ህግ የእውነተኛ ጋዝ ባህሪን በትክክል የሚገልጸው የእውነተኛ ጋዝ ግፊት እና ጥግግት በጣም ከፍተኛ በማይሆንበት ጊዜ ብቻ እንደሆነ ተብራርቷል። የእውነተኛ ጋዝ ግፊት እና ጥግግት በቂ መጠን ካላቸው፣ ተስማሚ የጋዝ ህግ የተሳሳቱ ውጤቶችን ያስገኛል። የእውነተኛ ጋዝ የሙቀት መጠን ወደ መፍላት ነጥቡ ሲቃረብም ይህ እውነት ነው።

ይህ በእውነቱ በእውነተኛ የጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ከሚከሰቱት ግንኙነቶች ጋር የተያያዘ ነው። የጋዝ ግፊት ከጋዝ መጠን ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው። የጋዝ ግፊት በቂ ከፍ ባለበት ጊዜ የጋዝ መጠኑ አነስተኛ ይሆናል። የጋዝ መጠኑ ትንሽ ስለሆነ በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ይቀራረባል። በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ሲጠጋ ሞለኪውሎቹ እርስ በእርስ ይሳባሉ። የብረት ቁራጭ ወደ ማግኔት ሲያቀርቡት ከሚሆነው ጋር ተመሳሳይ ነው። በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት በጣም በቂ ከሆነ ማግኔቱ ብረቱን ሊስብ አይችልም። ነገር ግን በማግኔት እና በብረት መካከል ያለው ርቀት ቅርብ ከሆነ ብረቱ ወደ ቅርብ ይሳባል።

ስለዚህ የጋዝ ሞለኪውሎች ከላይ በተጠቀሰው ምሳሌ ላይ እንደ ማግኔቶችና ብረት ሆነው ይታያሉ… በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት በበቂ ሁኔታ ሲጠጋ፣ ሞለኪውሎቹ እርስ በእርሳቸው ይሳባሉ። ማራኪ ኃይሎች መኖራቸው በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት እንዲጠጋ ያደርጋል (የጋዙ መጠን ይቀንሳል)። ብዙውን ጊዜ ይህ የሚከሰተው የጋዝ ግፊቱ በቂ ሲሆን ነው (ከፍተኛ ግፊት፣ ትንሽ መጠን። ትንሽ መጠን፣ በሞለኪውሎች መካከል ያለው ርቀት ሲጠጋ)። ስለዚህ፣ ትክክለኛው የጋዝ ህግ የእውነተኛው ጋዝ ግፊትና ጥግግት በቂ መጠን ሲኖረው ትክክለኛ ውጤቶችን አይሰጥም።

የግፊት እና የድምጽ መጠን ዲያግራም

ከላይ ያለውን ችግር በተሻለ ለመረዳት፣ በግፊት እና በጋዝ መጠን መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያሳየውን ዲያግራም እንከልስ። ኩርባዎች 1፣ 2፣ 3 እና 4 ተመሳሳይ ጋዝ ባህሪን በተለያዩ የሙቀት መጠኖች ያሳያሉ። በኩርባ 1 ላይ የሚታየው የጋዝ ሙቀት ከኩርባ 2 ከፍ ያለ ነው። በኩርባ 2 ላይ የሚታየው የጋዝ ሙቀት ከኩርባ 3 ከፍ ያለ ነው። በኩርባ 3 ላይ የሚታየው የጋዝ ሙቀት ከኩርባ 4 ከፍ ያለ ነው። ኩርባው በስዕሉ መሃል ላይ የተንጣለለ መስመር ነው። የጋዝ ሙቀት ሁልጊዜ ቋሚ ነው፣ ብቸኛው ለውጥ የጋዝ ግፊት (P) እና መጠን (V) ናቸው።

እንደ ተስማሚ የጋዝ ህግ፣ ከ1 የሚጀምር መስመር በ1 ማለቅ አለበት። በተመሳሳይ፣ ከ2 የሚጀምር መስመር በ2 ማለቅ አለበት። በእውነተኛ ጋዞች የሚደርሰው እውነታ ከተመቻቸ የጋዝ ህግ ትንበያዎች ጋር አይጣጣምም። የጋዝ ግፊቱ በቂ ከፍ ባለበት ጊዜ የጋዝ መጠኑ አነስተኛ ይሆናል እና ከተመቻቸ የጋዝ ህግ ትንበያዎች ይለያል (ኩርባዎችን 1 እና 2 ያወዳድሩ)። በጋዝ መጠን ውስጥ ያለው የመዛባት መጠን በሙቀት መጠን ላይም ይወሰናል። የጋዝ ሙቀት ዝቅተኛ እና ወደ ማቅለጫው ነጥብ ቅርብ ከሆነ፣ እንዲሁም የፈላ ነጥብ (ነጥብ ለ) በመባልም ይታወቃል፣ ጋዙ ብዙውን ጊዜ የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለበት ጊዜ ካለው ጋር ሲነጻጸር በመጠን ትልቅ መዛባት ያጋጥመዋል (ኩርባዎችን 1፣ 2፣ 3 እና 4 ያወዳድሩ)። ይህ ቀደም ሲል እንደተገለጸው በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ባለው ማራኪ ኃይሎች ተጽዕኖ ይደረግበታል።

ከላይ ባለው ዲያግራም ላይ ያለው ኩርባ 3 የአንድ ንጥረ ነገር ወሳኝ በሆነ የሙቀት መጠን ባህሪ ያሳያል። ኩርባ 3 የሚያልፍበት ነጥብ ሐ ወሳኝ ነጥብ ይባላል። ከወሳኝ የሙቀት መጠን በላይ በሆነ የሙቀት መጠን፣ በጣም ከፍተኛ ግፊት ቢተገበርም እንኳ ጋዝ ወደ ፈሳሽ ሊለወጥ አይችልም (ከኩርባዎች 2 እና 1 ጋር ያወዳድሩ)። የተተገበረው ግፊት የጋዝን መጠን ብቻ ይቀንሳል ነገር ግን ወደ ፈሳሽ ሊለውጠው አይችልም። በተቃራኒው፣ ከወሳኝ የሙቀት መጠን በታች በሆነ የሙቀት መጠን፣ የተወሰነ ግፊት ከተተገበረ ጋዝ ወደ ፈሳሽ ይቀየራል (ከኩርባ 3 ጋር ያወዳድሩ)። በወሳኝ የሙቀት መጠን ጋዝን ወደ ፈሳሽ ሊለውጥ የሚችለው የግፊት መጠን ወሳኝ ግፊት በመባል ይታወቃል። እያንዳንዱ ንጥረ ነገር የተለየ ወሳኝ የሙቀት መጠን እና ወሳኝ ግፊት አለው።

ከላይ ባለው ዲያግራም ላይ ያለው ኩርባ 4 ከጋዝ ወደ ፈሳሽ የመቀየር ሂደቱን ያሳያል። ጥላ ያለበት ቦታ (ከተራራ ጋር የሚመሳሰል) የጋዝ እና የፈሳሽ ደረጃዎች ሚዛናዊ በሆነበት ቦታ ነው። መጀመሪያ ላይ የጋዝ መጠን በጣም ትልቅ ነው። የጋዝ ግፊቱ ከጨመረ በኋላ የጋዝ መጠን ወደ ነጥብ ለ እስኪደርስ ድረስ ትንሽ ይሆናል (ነጥብ ለ የመቅለጥ ነጥብ ነው፣ እንዲሁም የመፍላት ነጥብ በመባልም ይታወቃል)። ነጥብ ለ ላይ ሲደርስ ጋዙ ወደ ፈሳሽ መለወጥ ይጀምራል። ከጋዝ ወደ ፈሳሽ (ከነጥብ ለ ወደ ነጥብ ሀ) በሚቀየርበት ሂደት ውስጥ የንጥረ ነገሩ መጠን ምንም እንኳን የግፊት መጨመር ባይኖርም (በቀጥታ መስመር ምልክት የተደረገበት) አነስተኛ ይሆናል። ነጥብ a ላይ ሁሉም ጋዙ ወደ ፈሳሽ ተቀይሯል። ነጥብ a ላይ ከደረሰ በኋላ፣ በእቃው ላይ ያለው ግፊት መጨመር በመጠን ላይ በጣም ትንሽ ለውጥ ያስከትላል (በኩርባው በጣም ቁልቁል ቅርፅ ምልክት የተደረገበት)።

በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ፣ ብዙ ጊዜ የእንፋሎት እና የጋዝ ቃላትን እንጠቀማለን። ለምሳሌ የውሃ ትነት ወይም የናይትሮጅን ጋዝ። የውሃ ትነት የውሃ ትነት የጋዝ ቅርጽ ቢሆንም የውሃ ትነት ማለት ይቻላል የውሃ ጋዝ ብለን አንጠራውም። ለናይትሮጅን፣ ለኦክስጅን፣ ወዘተ ተመሳሳይ ነው። ናይትሮጅን ወይም ኦክስጅን በተለምዶ ጋዞች ተብለው ይጠራሉ። ጋዝ እና ትነት የተለያዩ ትርጉሞች አሏቸው። የአንድ ንጥረ ነገር የጋዝ ሁኔታ ከቁሱ ወሳኝ የሙቀት መጠን በታች ከሆነ ትነት ብለን እንጠራዋለን። በተቃራኒው፣ የአንድ ንጥረ ነገር የጋዝ ሁኔታ ከቁሱ ወሳኝ የሙቀት መጠን በላይ ከሆነ ጋዝ ብለን እንጠራዋለን።

የግፊት እና የሙቀት መጠን ዲያግራም (የደረጃ ዲያግራም)

ቀደም ሲል የንጥረ ነገሮችን ባህሪ የግፊት እና የድምጽ ዲያግራምን በመጠቀም አብራርተናል። የ PV ዲያግራምን ከመጠቀም በተጨማሪ የንጥረ ነገሮችን ባህሪ የግፊት (P) እና የሙቀት (T) ዲያግራምን በመጠቀም ሊገለጽ ይችላል። የ PT ዲያግራም በተለምዶ የደረጃ ዲያግራም ተብሎ ይጠራል። የደረጃ ዲያግራም ተብሎ የሚጠራው የአንድን ንጥረ ነገር ደረጃዎች ወይም ሁኔታዎች ለማነፃፀር ስለሚውል ነው። በተደጋጋሚ በሁኔታ ላይ ለውጥ የሚያጋጥመው አንድ ንጥረ ነገር ውሃ ነው።

በሥዕላዊ መግለጫው ውስጥ ሦስት ኩርባዎች አሉ፤ እነሱም የትነት ኩርባ፣ የቀለጠ ኩርባ እና የንዑስ ክፍል ኩርባ ናቸው።

የትነት ኩርባው ፈሳሹና ትነት በሚዛን ውስጥ የሚገኙባቸውን ነጥቦች ያሳያል። ፈሳሹና ትነት በሚዛን ውስጥ የሚገኙበት ነጥብ የመቅለጥ ነጥብ ወይም የማብሰያ ነጥብ ይባላል (የመቅለጥ ነጥብ ይባላል ምክንያቱም በዚህ ጊዜ ትነት ሊቀልጥና ወደ ውሃ ሊለወጥ ይችላል። በዚህ ጊዜ ውሃው ሊፈላና ወደ እንፋሎት ሊለወጥ ስለሚችል የማብሰያ ነጥብ ይባላል)። ስለዚህ የትነት ኩርባ በእውነቱ በግፊት (P) እና በማብሰያ ነጥብ/የመቅለጥ ነጥብ የሙቀት መጠን መካከል ያለውን ግንኙነት የሚገልጽ ግራፍ ነው። ግፊቱ አነስተኛ፣ የውሃው የፈላ ነጥብ ዝቅተኛ ወይም ግፊቱ በጨመረ ቁጥር የውሃው የፈላ ነጥብ ከፍ ያለ ይመስላል። በ1 atm ግፊት፣ የውሃው የፈላ ነጥብ = 100 ^o C። በተቃራኒው፣ በ218 atm ግፊት፣ የውሃው የፈላ ነጥብ = 374 ^o C።

የ218 atm ግፊት የውሃ ወሳኝ ግፊት በመባልም ይታወቃል፣ የ374 ^° ሴ የሙቀት መጠን ደግሞ የውሃ ወሳኝ የሙቀት መጠን በመባልም ይታወቃል። የእንፋሎት የሙቀት መጠን ከ374 ^{° ሴ በታች ከሆነ፣ የእንፋሎት ግፊት ከ374 °} ሴ ግፊት ከተሰጠ ወደ ፈሳሽ ሊለወጥ ይችላል። የሙቀት መጠኑ ከ218 ^° ሴ በላይ ከሆነ ምንም አይነት የግፊት መጠን እንፋሎት ወደ ፈሳሽ ሊለውጠው አይችልም።

የመቅለጥ ኩርባው ፈሳሽ እና ጠጣር ሁኔታዎች ሚዛናዊነት ውስጥ የሚገኙባቸውን ነጥቦች ያሳያል። ፈሳሽ እና ጠጣር ሁኔታዎች ሚዛናዊነት ውስጥ የሚገኙበት ነጥብ የመቅለጥ ነጥብ ወይም የማቀዝቀዣ ነጥብ ይባላል (የመቅለጥ ነጥብ ይባላል ምክንያቱም በዚህ ጊዜ በረዶ ወደ ውሃ ሊቀልጥ ይችላል። በዚህ ጊዜ ውሃ ወደ በረዶ ሊቀዘቅዝ ስለሚችል የማቀዝቀዣ ነጥብ ይባላል)። ስለዚህ የመቅለጥ ኩርባ በእውነቱ በግፊት (P) እና በመቅለጥ ነጥብ ወይም በቅዝቃዜ ነጥብ የሙቀት መጠን መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያሳይ ግራፍ ነው። በ1 atm ግፊት፣ የውሃው የመቅለጥ ነጥብ (ወይም የበረዶ መቅለጥ ነጥብ) = 0 ^oሐ. በተቃራኒው፣ በ218 atm ግፊት፣ የውሃው የማቀዝቀዣ ነጥብ (ወይም የበረዶ መቅለጥ ነጥብ) ከ0 ያነሰ ነው ^oሐ. በ1 atm ግፊት፣ የሙቀት መጠኑ በ0 መካከል ከሆነ ውሃ በፈሳሽ መልክ እንደሚገኝ ልብ ይበሉ ^oሲ እና 100 ^oሐ. ውሃ በጠጣር መልክ የሚገኝ ሲሆን በ1 atm ግፊት የሙቀት መጠኑ ከ0 በታች ከሆነ ^oሲ ወይም ውሃ በእንፋሎት መልክ የሚገኝ ከሆነ በ1 atm ግፊት የሙቀት መጠኑ ከ100 በላይ ከሆነ ^oC.

የሱብሊሜሽን ኩርባው ጠጣሩ እና ትነት በሚዛን ውስጥ የሚገኙባቸውን ነጥቦች ያሳያል። ጠጣሩ እና ትነት በሚዛን ውስጥ የሚገኙበት ነጥብ የሱብሊሜሽን ነጥብ ይባላል። ስለዚህ የሱብሊሜሽን ኩርባ በእውነቱ በግፊት (P) እና በሱብሊሜሽን ነጥብ የሙቀት መጠን መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያሳይ ግራፍ ነው… ሱብሊሜሽን ጠጣሩን ሁኔታ ወደ ትነት የመቀየር ሂደት ነው፣ በፈሳሽ ሁኔታ ውስጥ ሳያልፉ… ብዙውን ጊዜ ሱብሊሜሽን የሚከሰተው በዝቅተኛ ግፊቶች ብቻ ነው። በረዶ ሊሰርቅ የሚችለው የሙቀት መጠኑ ከ0,01 ^oC በታች ከሆነ እና ግፊቱ ከ0,006 atm በታች ከሆነ ብቻ ነው። ሦስቱ ኩርባዎች የሚገናኙበት ነጥብ የሶስትዮሽ ነጥብ ይባላል።

ከታች የካርቦን ዳይኦክሳይድ የደረጃ ዲያግራም ነው። በውሃ የደረጃ ዲያግራም እና በካርቦን ዳይኦክሳይድ የደረጃ ዲያግራም ላይ ያሉት መለኪያዎች መስመራዊ እንዳልሆኑ ልብ ይበሉ።