Artikel iwwer Phasännerungen vun der kritescher Temperatur Dräifachpunkt
An der Diskussioun iwwer d'Idealgasgesetz gouf erkläert, datt d'Idealgasgesetz d'Verhale vu richtege Gaser nëmme genee beschreift, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas net ze grouss sinn. Wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss genuch sinn, liwwert d'Idealgasgesetz ongenau Resultater, genee sou wann d'Temperatur vum richtege Gas dem Kachpunkt no kënnt. Dëst hänkt mat den Interaktiounen zesummen, déi tëscht richtege Gasmoleküle optrieden. De Gasdrock ass ëmgekéiert proportional zum Gasvolumen. Wann den Gasdrock grouss genuch ass, gëtt de Gasvolumen méi kleng. Well de Gasvolumen kleng ass, gëtt den Ofstand tëscht de Gasmoleküle méi kleng. Wann den Ofstand tëscht de Moleküle méi kleng gëtt, zéien d'Moleküle sech géigesäiteg un. Et ass wéi wann Dir e Stéck Eisen op e Magnet leet. Wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen grouss genuch ass, kann de Magnet keen Eisen zéien. Awer wann den Ofstand tëscht dem Magnet an dem Eisen kleng ass, gëtt Eisen méi no ugezunn.
Also behuelen sech Gasmoleküle wéi e Magnet. Wann den Ofstand tëscht de Moleküle no genuch ass, zéien d'Moleküle sech zesummen. D'Zuchkraaft bewierkt, datt den Ofstand tëscht de Moleküle méi no kënnt (de Gasvolumen gëtt méi kleng). Normalerweis geschitt dat, wann den Drock vum Gas grouss genuch ass (groussen Drock, klengt Volumen. Klengt Volumen, den Ofstand tëscht de Moleküle gëtt méi no). Dofir liwwert dat ideal Gasgesetz keng korrekt Resultater, wann den Drock an d'Dicht vum richtege Gas grouss sinn.
Diagramm vum Drock vs. Drockvolumen
Fir d'Problem hei uewen besser ze verstoen, kucke mer eis d'Diagramm un, dat d'Bezéiung tëscht Gasdrock a Volumen weist. D'Kurven 1, 2, 3 an 4 weisen datselwecht Gasverhalen bei verschiddenen Temperaturen. D'Gastemperatur, déi an der Kurv 1 gewisen ass, ass méi héich wéi d'Kurv 2. D'Gastemperatur, déi an der Kurv 2 gewisen ass, ass méi héich wéi d'Kurv 3. D'Gastemperatur, déi an der Kurv 3 gewisen ass, ass méi héich wéi d'Kurv 4. D'Kurv ass de Schrägstreich an der Mëtt vum Diagramm. D'Gastemperatur ass ëmmer fix, wat nëmmen den Drock (P) an de Volumen (V) vum Gas ännert.
Laut dem ideale Gasgesetz muss d'Linn, déi vun der Nummer 1 ufänkt, bei der Nummer 1 ophalen. Och d'Linn, déi vun der Nummer 2 ufänkt, muss bei der Nummer 2 ophalen. D'Realitéit, déi vum richtege Gas erlieft gëtt, gëtt net vun der Prognose vum ideale Gasgesetz erfëllt. Wann den Gasdrock grouss genuch ass, gëtt de Gasvolumen méi kleng a wäicht vun der Prognose vum ideale Gasgesetz of (vergläicht mat der Kurv 1 a Kurv 2). D'Gréisst vun der Gasvolumenofwäichung hänkt och vun der Temperatur of. Wann d'Temperatur vum Gas méi niddreg ass a sech dem Schmelzpunkt, also dem Kachpunkt (Punkt b), nähert, erlieft de Gas normalerweis eng méi bedeitend Volumenofwäichung wéi wann d'Temperatur méi héich ass (vergläicht d'Kurven 1, 2, 3 a 4). Beaflosst vun der Attraktioun tëscht de Gasmolekülen, wéi virdru erkläert.
D'Kurv 3 am Diagramm uewen weist d'Verhale vun enger Substanz bei hirer kritescher Temperatur. De Punkt c, deen vun der Kurv dräi passéiert gëtt, gëtt e kritesche Punkt genannt. Bei Temperaturen, déi méi héich wéi déi kritesch Temperatur sinn, kann d'Form vum Gas net an eng flësseg Form wiesselen, och wann et e beträchtlechen Drock kritt (vergläicht mat der Kurv 2 an der Kurv 1). Den Drock, deen dobäi gëtt, mécht nëmmen de Gasvolumen méi kleng, awer kann de Gas net a Flëssegkeet ëmwandelen. Am Géigendeel, bei Temperaturen ënner der kritescher Temperatur wiesselt de Gas a Flëssegkeet, wann en absoluten Drock gëtt (vergläicht mat der Kurv 3). De Betrag un Drock, deen de Gas bei enger kritescher Temperatur a Flëssegkeet ëmwandele kann, gëtt als kriteschen Drock bezeechent. All Substanz huet eng aner kritesch Temperatur an e kriteschen Drock.
D'Kurv 4 am Diagramm uewen weist de Prozess vum Wiessel vu Gas zu Flëssegkeet. Déi schatteiert Fläch (déi engem Bierg gläicht) ass eng Fläch, wou Gas a Flëssegkeet am Gläichgewiicht sinn. Am Ufank ass de Gasvolumen grouss. Nodeems den Drock vum Gas eropgeet, gëtt de Gasvolumen méi kleng, bis en de Punkt b erreecht (de Punkt b ass de Schmelzpunkt, och bekannt als de Kachpunkt). Wann en de Punkt b erreecht, fänkt d'Gas un, sech a Flëssegkeet ze verwandelen. Wärend dem Prozess vum Wiessel vum Gas a Flëssegkeet (vum Punkt b zum Punkt a) gëtt de Volumen vun der Substanz méi kleng, och wann et keng Drockanstieg gëtt (markéiert mat enger gerader Linn). Um Punkt a sinn all Gaser a Flëssegkeet ginn. Nodeems de Punkt ukomm ass, féiert eng zousätzlech Drockopnam op d'Substanz nëmmen zu enger minimaler Volumenännerung (markéiert duerch eng ganz géi Kurv).
Am Alldag benotze mir dacks d'Begrëffer Damp a Gas. Zum Beispill Waasserdamp oder Stéckstoffgas. Mir bezeechnen Waasserdamp kaum als Waassergas, och wann Waasserdamp e Gas aus Waasser ass. D'selwecht gëllt fir Stéckstoff, Sauerstoff, etc. Stéckstoff oder Sauerstoff gëtt allgemeng als Gas bezeechent. Gas a Damp hunn ënnerschiddlech Bedeitungen. Wann de Gas vun enger Substanz ënner der kritescher Temperatur vum Material ass, da nennen mir et Damp. Am Géigendeel, wann de Gas vun enger Substanz iwwer der kritescher Temperatur vun der Substanz ass, da nennen mir et e Gas.
Diagramm vum Drock géint Temperatur (Phasendiagramm)
D'Verhale vu Substanzen gouf virdru beschriwwen, mat Hëllef vun engem Diagramm vum Drock géint de Volumen. Nieft dem PV-Diagramm kann d'Verhale vu Substanzen och mam Diagramm vum Drock (P) géint d'Temperatur (T) erkläert ginn. PT-Diagrammer ginn allgemeng als Phasendiagrammer bezeechent. Si ginn als Phasendiagramm bezeechent, well dëst Diagramm benotzt gëtt fir d'Phasen vun enger Substanz ze vergläichen. Eng vun de Substanzen, déi dacks d'Phas ännert, ass Waasser.
Et ginn dräi Kurven am Diagramm, nämlech Verdampfungskurven, Schmelzkurven a Sublimatiounskurven.
D'Verdampfungskurve weist d'Punkten, wou Flëssegkeet a Damp am Gläichgewiicht sinn. De Punkt, wou Flëssegkeet a Damp am Gläichgewiicht sinn, gëtt Schmelzpunkt genannt, och bekannt als Kachpunkt (genannt Schmelzpunkt, well zu dësem Zäitpunkt Damp schmëlze kann a sech a Waasser verwandele kann. Kachpunkt genannt, well zu dësem Zäitpunkt Waasser kache kann a sech a Damp verwandele kann). Dofir ass d'Verdampfungskurve eigentlech e Grafik, deen d'Bezéiung tëscht Drock (P) a Kachpunkt/Schmelztemperatur weist. Et schéngt, datt wat méi kleng den Drock ass, wat méi niddreg d'Temperatur vum Kachpunkt vum Waasser ass, oder wat méi héich den Drock ass, wat méi héich d'Temperatur vum Kachpunkt vum Waasser ass. Bei engem Drock vun 1 atm ass d'Kachpunkttemperatur vum Waasser 100 ° C. Am Géigendeel, bei engem Drock vun 218 atm ass d'Kachpunkttemperatur vum Waasser = 374 ° C.
En Drock vun 218 atm gëtt och als kriteschen Drock vum Waasser bezeechent, während d'Temperatur vun 374 ° C och als kritesch Temperatur vum Waasser bezeechent gëtt. Wann d'Damptemperatur manner wéi 374 ° C ass, kann Damp seng Phas a Flëssegkeet wiesselen, wann en en Drock vun 374 ° C kritt. Den Drock kann den Damp net a Flëssegkeet verwandelen, wann d'Temperatur méi héich wéi 218 ° C ass.
D'Schmëlzkurv weist d'Punkten, wou Flëssegkeet a Feststoff am Gläichgewiicht sinn. De Punkt, wou Flëssegkeet a Feststoff am Gläichgewiicht sinn, gëtt Schmëlzpunkt oder Gefréierpunkt genannt (genannt Schmëlzpunkt, well zu dësem Zäitpunkt Äis zu Waasser schmëlze kann. Gefréierpunkt genannt, well Waasser zu dësem Zäitpunkt zu Äis afréiere kann). Dofir ass d'Schmëlzkurv e Grafik, deen d'Bezéiung tëscht Drock (P) a Schmëlzpunkt oder Gefréiertemperatur weist. Bei engem Drock vun 1 atm ass de Gefréierpunkt vu Waasser (oder de Schmëlzpunkt vun Äis) = 0 ° C. Am Géigesaz zum Drock vun 218 atm ass de Gefréierpunkt vu Waasser (oder Schmëlzpunkt vun Äis) manner wéi 0 ° C. Et ass ze bemierken, datt bei engem Drock vun 1 atm Waasser flësseg ass, wann d'Temperatur tëscht 0 °C an 100 ° C läit. Waasser ass am Feststoff, wann bei engem Drock vun 1 atm d'Temperatur manner wéi 0 ° C ass, oder Waasser ass am Damp, wann bei engem Drock vun 1 atm d'Temperatur iwwer 100 ° C klëmmt.
D'Sublimatiounskurve weist d'Punkten un, wou Feststoff a Gas am Gläichgewiicht sinn 
D'Gläichgewiicht gëtt Sublimatiounspunkt genannt. Dofir ass d'Sublimatiounskurve e Grafik, deen d'Bezéiung tëscht Drock (P) an der Temperatur vum Sublimatiounspunkt weist. Sublimatioun ass de Prozess, bei deem Feststoff an Damp ëmgewandelt gëtt, ouni duerch eng Flëssegkeet ze goen. Normalerweis geschitt Sublimatioun nëmme bei niddregem Drock. Äis kann nëmme subliméieren, wann d'Temperatur manner wéi 0.01 ass. oC an den Drock ass manner wéi 0.006 atm. De Punkt wou déi dräi Kurven sech schneiden, gëtt Tripelpunkt genannt.
Hei ënnendrënner ass en Phasendiagramm fir Kuelendioxid. Bedenkt datt d'Skala um Waasserphasendiagramm an dem Kuelendioxidphasendiagramm net linear sinn.
