Articulu nantu à i cambiamenti di fase Temperatura critica Puntu triplu
In a discussione di a lege di u gasu ideale, hè statu spiegatu chì a lege di u gasu ideale descrive accuratamente u cumpurtamentu di u gasu reale solu quandu a pressione è a densità di u gasu reale ùn sò micca troppu grande. Se a pressione è a densità di u gasu reale sò abbastanza grande, a lege di u gasu ideale furnisce risultati imprecisi, in listessu modu, quandu a temperatura di u gasu reale s'avvicina à u puntu di ebullizione. Questu hè ligatu à l'interazzione chì si verificanu trà e molecule di gasu reale. A pressione di u gasu hè inversamente proporzionale à u vulume di u gasu. Quandu a pressione di u gasu hè abbastanza grande, u vulume di u gasu diventa più chjucu. Perchè u vulume di u gasu hè bassu, a distanza trà e molecule di gasu diventa più vicina. Quandu a distanza trà e molecule diventa più vicina, e molecule s'attraenu. Hè cum'è quandu si mette un pezzu di ferru nantu à un magnetu. Se a distanza trà u magnetu è u ferru hè abbastanza luntana, u magnetu ùn pò micca tirà u ferru. Ma se a distanza trà u magnetu è u ferru hè vicina, u ferru hè tiratu più vicinu.
Cusì e molecule di gasu si cumportanu cum'è una calamita. Quandu a distanza trà e molecule hè abbastanza vicina, e molecule si tiranu inseme. A forza di tirata face chì a distanza trà e molecule s'avvicini (u vulume di gasu diventa più chjucu). Di solitu, questu accade quandu a pressione di u gasu hè abbastanza grande (pressione grande, vulume bassu. Vulume chjucu, a distanza trà e molecule s'avvicina). Dunque, a lege di u gasu ideale ùn furnisce micca risultati precisi quandu a pressione è a densità di u gasu reale sò grande.
Diagramma di Pressione vs. Volume di Pressione
Per capisce megliu u prublema sopra, rivedemu u diagrama, chì indica a relazione trà a pressione di u gasu è u vulume. E curve 1, 2, 3 è 4 mostranu u listessu cumpurtamentu di u gasu à diverse temperature. A temperatura di u gasu mostrata in a curva 1 hè più alta di a curva 2. A temperatura di u gasu mostrata in a curva 2 hè più alta di a curva 3. A temperatura di u gasu mostrata in a curva 3 hè più alta di a curva 4. A curva hè a barra in u mezu di u diagrama. A temperatura di u gasu hè sempre fissa, ciò chì cambia solu a pressione (P) è u vulume (V) di u gasu.
Sicondu a lege di u gasu ideale, a linea chì principia da u numeru 1 deve finisce in u numeru 1. In listessu modu, a linea chì principia da u numeru 2 deve finisce à u numeru 2. A realità sperimentata da u gasu reale ùn hè micca prevista da a lege di u gasu ideale. Quandu a pressione di u gasu hè abbastanza grande, u vulume di u gasu diventa più chjucu è si discosta da a lege di u gasu ideale prevista (paragunate cù a curva 1 è a curva 2). A quantità di deviazione di u vulume di u gasu dipende ancu da a temperatura. Se a temperatura di u gasu hè più bassa è s'avvicina à u puntu di fusione, vale à dì u puntu di ebullizione (puntu b), u gasu di solitu sperimenta una deviazione di vulume più significativa chè quandu a temperatura hè più alta (paragunate e curve 1, 2, 3 è 4). Influenzata da a presenza di attrazione trà e molecule di gasu, cum'è spiegatu prima.
A curva 3 in u diagrama sopra mostra u cumpurtamentu di una sustanza à a so temperatura critica. U puntu c passatu da a curva trè hè chjamatu puntu criticu. À temperature più alte di a temperatura critica, a forma di gas ùn pò micca cambià in una forma liquida, ancu s'ella hè data una pressione cunsiderabile (paragunate cù a curva 2 è a curva 1). A pressione data solu riduce u vulume di gas, ma ùn pò micca cunvertisce u gas in liquidu. À u cuntrariu, à temperature più basse di a temperatura critica, u gas cambierà in liquidu s'ella hè data una pressione assoluta (paragunate cù a curva 3). A quantità di pressione chì pò trasfurmà u gas in liquidu à una temperatura critica hè cunnisciuta cum'è pressione critica. Ogni sustanza hà una temperatura critica è una pressione critica diverse.
A curva 4 in u diagrama sopra mostra u prucessu di cambiamentu da gasu à liquidu. A zona ombreggiata (chì s'assumiglia à una muntagna) hè una zona induve u gasu è u liquidu sò in equilibriu. À u principiu, u vulume di gasu hè grande. Dopu chì a pressione di u gasu aumenta, u vulume di gasu diventa più chjucu finu à ghjunghje à u puntu b (u puntu b hè u puntu di fusione, vale à dì u puntu d'ebullizione). Quandu ghjunghje à u puntu b, u gasu cumencia à trasfurmassi in liquidu. Durante u prucessu di cambiamentu di u gasu à liquidu (da u puntu b à u puntu a), u vulume di a sustanza diventa più chjucu ancu s'ellu ùn ci hè micca aumentu di pressione (marcatu cù una linea dritta). À u puntu a, tutti i gasi sò diventati liquidu. Dopu esse ghjunti à u puntu a, aghjunghjendu pressione à a sustanza, si traduce solu in un cambiamentu di vulume minimu (marcatu da una curva assai ripida).
In a vita di tutti i ghjorni, usemu spessu i termini vapore è gasu. Per esempiu, vapore acqueo o gasu azotu. Ùn ci riferemu guasi mai à u vapore acqueo cum'è gasu acqueo, ancu s'è u vapore acqueo hè gasu da l'acqua. In listessu modu cù l'azotu, l'ossigenu, ecc. L'azotu o l'ossigenu sò cumunamente chjamati gasu. U gasu è u vapore anu significati diversi. Sè u gasu da una sustanza hè sottu à a temperatura critica di u materiale, allora u chjamemu vapore. À u cuntrariu, sè u gasu da una sustanza hè sopra à a temperatura critica di a sustanza, allora a chjamemu gasu.
Diagramma di pressione vs. Temperatura (Diagramma di Fase)
Prima hè statu discrittu u cumpurtamentu di e sustanze, aduprendu un diagramma di pressione vs. Volume. In più di l'usu di u diagramma PV, u cumpurtamentu di e sustanze pò esse spiegatu aduprendu u diagramma di pressione (P) vs. Temperatura (T). I diagrammi PT sò cumunemente chjamati diagrammi di fase. Chjamati diagramma di fase perchè stu diagramma hè adupratu per paragunà e fasi di una sustanza. Una di e sustanze chì cambia spessu di fase hè l'acqua.
Ci sò trè curve nant'à u diagrama, vale à dì e curve d'evaporazione, e curve di fusione è e curve di sublimazione.
A curva d'evaporazione mostra i punti induve u liquidu è u vapore sò in equilibriu. U puntu induve u liquidu è u vapore si formanu in equilibriu hè chjamatu puntu di fusione, vale à dì u puntu d'ebullizione (chjamatu puntu di fusione perchè à questu puntu u vapore pò scioglie è trasfurmà si in acqua. Chjamatu puntu d'ebullizione perchè à questu puntu l'acqua pò bollire è trasfurmà si in vapore). Cusì, a curva d'evaporazione hè in realtà un graficu chì indica a relazione trà a pressione (P) è u puntu d'ebullizione / temperatura di fusione. Pare chì più chjuca hè a pressione, più bassa hè a temperatura di u puntu d'ebullizione di l'acqua, o più alta hè a pressione, più alta hè a temperatura di u puntu d'ebullizione di l'acqua. À una pressione di 1 atm, a temperatura di u puntu d'ebullizione di l'acqua hè 100 ° C. À u cuntrariu, à una pressione di 218 atm, a temperatura di u puntu d'ebullizione di l'acqua = 374 ° C.
A pressione di 218 atm hè ancu chjamata pressione critica di l'acqua, mentre chì a temperatura di 374 ° C hè ancu chjamata temperatura critica di l'acqua. Sè a temperatura di u vapore hè inferiore à 374 ° C, allora u vapore pò cambià a so fase in liquidu s'ellu hè datu una pressione di 374 ° C. A pressione ùn pò micca trasfurmà u vapore in un liquidu s'è a temperatura hè superiore à 218 ° C.
A curva di fusione mostra i punti induve u liquidu è u solidu sò in equilibriu. U puntu induve u liquidu è u solidu sò in equilibriu hè chjamatu puntu di fusione o puntu di congelazione (chjamatu puntu di fusione perchè à questu puntu u ghjacciu pò scioglie si in acqua. Chjamatu puntu di congelazione perchè, à questu puntu, l'acqua pò congelassi in ghjacciu). Cusì, a curva di fusione hè un graficu chì indica a relazione trà a pressione (P) è u puntu di fusione o a temperatura di congelazione. À una pressione di 1 atm, u puntu di congelazione di l'acqua (o u puntu di fusione di u ghjacciu) = 0 ° C. In cuntrastu cù a pressione di 218 atm, u puntu di congelazione di l'acqua (o u puntu di fusione di u ghjacciu) hè menu di 0 ° C. Nutate bè chì à una pressione di 1 atm, l'acqua hè in liquidu se a temperatura hè trà 0 °C è 100 ° C. L'acqua hè in u solidu se, à una pressione di 1 atm, a temperatura hè menu di 0 ° C o l'acqua hè in u vapore se, à una pressione di 1 atm, a temperatura supera i 100 ° C.
A curva di sublimazione mostra i punti induve u solidu è u vapore sò in equilibriu 
L'equilibriu hè chjamatu puntu di sublimazione. Cusì, a curva di sublimazione hè un graficu chì indica a relazione trà a pressione (P) è a temperatura di u puntu di sublimazione. A sublimazione hè u prucessu di trasfurmà u solidu in vapore, senza passà per un liquidu. Di solitu, a sublimazione si faci solu à bassa pressione. U ghjacciu pò sublimà solu s'è a temperatura hè menu di 0.01 oC è a pressione hè menu di 0.006 atm. U puntu induve e trè curve si intersecanu hè chjamatu puntu triplu.
Quì sottu hè un diagramma di fase per u diossidu di carbonu. Nutate bè chì a scala nantu à u diagramma di fase di l'acqua è u diagramma di fase di u diossidu di carbonu ùn sò micca lineari.
