Artikull rreth ndryshimeve të fazës Temperatura kritike Pika e trefishtë
Në diskutimin e ligjit të gazit ideal, është shpjeguar se ligji i gazit ideal përshkruan sjelljen e gazit real me saktësi vetëm kur presioni dhe dendësia e gazit real nuk janë shumë të mëdha. Nëse presioni dhe dendësia e gazit real janë mjaft të mëdha, ligji i gazit ideal jep rezultate të pasakta, po kështu, kur temperatura e gazit real i afrohet pikës së vlimit. Kjo lidhet me bashkëveprimet që ndodhin midis molekulave të gazit real. Presioni i gazit është në përpjesëtim të zhdrejtë me vëllimin e gazit. Kur presioni i gazit është mjaft i madh, vëllimi i gazit bëhet më i vogël. Për shkak se vëllimi i gazit është i ulët, distanca midis molekulave të gazit bëhet më e afërt. Kur distanca midis molekulave bëhet më e afërt, molekulat tërheqin njëra-tjetrën. Është si kur vendosni një copë hekuri në një magnet. Nëse distanca midis magnetit dhe hekurit është mjaft e madhe, magneti nuk mund ta tërheqë hekurin. Por nëse distanca midis magnetit dhe hekurit është e afërt, hekuri tërhiqet më afër.
Pra, molekulat e gazit sillen si një magnet. Kur distanca midis molekulave është mjaft e afërt, molekulat tërhiqen së bashku. Forca tërheqëse bën që distanca midis molekulave të afrohet (vëllimi i gazit zvogëlohet). Zakonisht, kjo ndodh kur presioni i gazit është mjaft i madh (presion i madh, vëllim i ulët. Vëllim i vogël, distanca midis molekulave po afrohet). Prandaj, ligji ideal i gazit nuk jep rezultate të sakta kur presioni dhe dendësia e gazit real janë të mëdha.
Diagrama e Presionit kundrejt Vëllimit të Presionit
Për ta kuptuar më mirë problemin e mësipërm, le të shqyrtojmë diagramin, i cili tregon marrëdhënien midis presionit dhe vëllimit të gazit. Kurbat 1, 2, 3 dhe 4 tregojnë të njëjtën sjellje të gazit në temperatura të ndryshme. Temperatura e gazit e treguar në kurbën 1 është më e lartë se kurba 2. Temperatura e gazit e treguar në kurbën 2 është më e lartë se kurba 3. Temperatura e gazit e treguar në kurbën 3 është më e lartë se kurba 4. Kurba është vija e pjerrët në mes të diagramit. Temperatura e gazit është gjithmonë e fiksuar, gjë që ndryshon vetëm presionin (P) dhe vëllimin (V) të gazit.
Sipas ligjit të gazit ideal, vija që fillon nga numri 1 duhet të mbarojë në numrin 1. Po kështu, vija që fillon nga numri 2 duhet të ndalet në numrin 2. Realiteti i përjetuar nga gazi real nuk është sipas parashikimit të ligjit ideal të gazit. Kur presioni i gazit është mjaft i madh, vëllimi i gazit bëhet më i vogël dhe devijon nga parashikimi i ligjit ideal të gazit (krahaso me kurbën 1 dhe kurbën 2). Sasia e devijimit të vëllimit të gazit varet gjithashtu nga temperatura. Nëse temperatura e gazit është më e ulët dhe i afrohet pikës së shkrirjes, pra pikës së vlimit (pika b), gazi zakonisht përjeton një devijim më të rëndësishëm të vëllimit sesa kur temperatura është më e lartë (krahaso kurbat 1, 2, 3 dhe 4). Ndikohet nga prania e tërheqjes midis molekulave të gazit, siç u shpjegua më parë.
Kurba 3 në diagramin e mësipërm tregon sjelljen e një substance në temperaturën e saj kritike. Pika c që kalon nga kurba tre quhet pikë kritike. Në temperatura më të larta se temperatura kritike, forma e gazit nuk mund të ndryshojë në formë të lëngshme, edhe pse i jepet një presion i konsiderueshëm (krahaso me kurbën 2 dhe kurbën 1). Presioni i dhënë vetëm sa e zvogëlon vëllimin e gazit, por nuk mund ta shndërrojë gazin në të lëngshëm. Anasjelltas, në temperatura më të ulëta se temperatura kritike, gazi do të ndryshojë në të lëngshëm nëse i jepet një presion absolut (krahaso me kurbën 3). Sasia e presionit që mund ta shndërrojë gazin në të lëngshëm në një temperaturë kritike njihet si presion kritik. Çdo substancë ka një temperaturë kritike dhe presion kritik të ndryshëm.
Kurba 4 në diagramin e mësipërm tregon procesin e kalimit nga gjendja e gaztë në gjendje të lëngët. Zona e hijezuar (që i ngjan një mali) është një zonë ku gazi dhe lëngu janë në ekuilibër. Në fillim, vëllimi i gazit është i madh. Pasi rritet presioni i gazit, vëllimi i gazit bëhet më i vogël derisa të arrijë pikën b (pika b është pika e shkrirjes, e njohur edhe si pika e vlimit). Kur arrin në pikën b, gazi fillon të shndërrohet në lëng. Gjatë procesit të ndryshimit të gazit në gjendje të lëngët (nga pika b në pikën a), vëllimi i substancës bëhet më i vogël edhe pse nuk ka rritje të presionit (e shënuar me një vijë të drejtë). Në pikën a, të gjitha gazrat janë shndërruar në lëng. Pas mbërritjes në pikën a, shtimi i presionit në substancë rezulton vetëm në një ndryshim minimal të vëllimit (i shënuar nga një kurbë shumë e pjerrët).
Në jetën e përditshme, shpesh përdorim termat avull dhe gaz. Për shembull, avuj uji ose azot i gaztë. Ne rrallë i referohemi avujve të ujit si gaz uji, edhe pse avulli i ujit është gaz nga uji. Po kështu ndodh edhe me azotin, oksigjenin, etj. Azoti ose oksigjeni zakonisht quhet gaz. Gazi dhe avulli kanë kuptime të ndryshme. Nëse gazi nga një substancë është nën temperaturën kritike të materialit, atëherë e quajmë avull. Anasjelltas, nëse gazi nga një substancë është mbi temperaturën kritike të substancës, atëherë e quajmë gaz.
Diagrama e presionit kundrejt temperaturës (Diagrama e fazës)
Më parë është përshkruar sjellja e substancave, duke përdorur një diagram të presionit kundrejt vëllimit. Përveç përdorimit të diagramit PV, sjellja e substancave mund të shpjegohet duke përdorur diagramin e presionit (P) kundrejt temperaturës (T). Diagramet PT zakonisht quhen diagrame fazore. Quhen diagrame fazore sepse ky diagram përdoret për të krahasuar fazat e një substance. Një nga substancat që ndryshon shpesh fazën është uji.
Në diagramë ka tre kthesa, përkatësisht kurbat e avullimit, kurbat e shkrirjes dhe kurbat e sublimimit.
Kurba e avullimit tregon pikat ku lëngu dhe avulli janë në ekuilibër. Pika ku formohen lëngu dhe avulli quhet pikë shkrirjeje, e njohur edhe si pika e vlimit (e quajtur pika e shkrirjes sepse në këtë pikë avulli mund të shkrihet dhe të shndërrohet në ujë. Quhet pikë vlimi sepse në këtë pikë uji mund të ziejë dhe të shndërrohet në avull). Kështu, kurba e avullimit Në fakt është një grafik që tregon marrëdhënien midis presionit (P) dhe pikës së vlimit/temperaturës së shkrirjes. Duket se sa më i vogël të jetë presioni, aq më e ulët është temperatura e pikës së vlimit të ujit, ose sa më i lartë të jetë presioni, aq më e lartë është temperatura e pikës së vlimit të ujit. Në një presion prej 1 atm, temperatura e pikës së vlimit të ujit është 100 oC. Anasjelltas, në një presion prej 218 atm, temperatura e pikës së vlimit të ujit = 374 oC.
Presioni prej 218 atm quhet edhe presioni kritik i ujit, ndërsa temperatura është 374 oC quhet edhe temperatura kritike e ujit. Nëse temperatura e avullit është më e vogël se 374 oC, atëherë avulli mund ta ndryshojë fazën e tij në lëng nëse i jepet një presion prej 374 oC. Presioni nuk mund ta shndërrojë avullin në lëng nëse temperatura është më e lartë se 218 gradë. oC.
Kurba e shkrirjes tregon pikat ku lëngu dhe lënda e ngurtë janë në ekuilibër. Pika ku lëngu dhe lënda e ngurtë janë në ekuilibër quhet pika e shkrirjes ose pika e ngrirjes (e quajtur pika e shkrirjes sepse në këtë pikë akulli mund të shkrihet në ujë. Quhet pikë ngrirjeje sepse, në këtë pikë, uji mund të ngrijë në akull). Kështu, kurba e shkrirjes është një grafik që tregon marrëdhënien midis presionit (P) dhe pikës së shkrirjes ose temperaturës së ngrirjes. Në një presion prej 1 atm, pika e ngrirjes së ujit (ose pika e shkrirjes së akullit) = 0. oC. Në dallim nga presioni prej 218 atm, pika e ngrirjes së ujit (ose pika e shkrirjes së akullit) është më pak se 0 oC. Vini re se në një presion prej 1 atm, uji është në gjendje të lëngshme nëse temperatura është midis 0 oC dhe 100 oC. Uji është në gjendje të ngurtë nëse, në një presion prej 1 atm, temperatura është më pak se 0 oC ose uji është në avull nëse, në një presion prej 1 atm, temperatura tejkalon 100 oC.
Kurba e sublimimit tregon pikat ku ngurtë dhe avulli janë në ekuilibër. 
Ekuilibri quhet pika e sublimimit. Kështu, kurba e sublimimit është një grafik që tregon marrëdhënien midis presionit (P) dhe temperaturës së pikës së sublimimit. Sublimimi është procesi i shndërrimit të një lënde të ngurtë në avull, pa kaluar nëpër një lëng. Zakonisht, sublimimi ndodh vetëm në presion të ulët. Akulli mund të sublimohet vetëm nëse temperatura është më pak se 0.01 oC dhe presioni është më pak se 0.006 atm. Pika ku kryqëzohen tre kurbat quhet pika e trefishtë.
Më poshtë është një diagram fazor për dioksidin e karbonit. Vini re se shkalla në diagramin fazor të ujit dhe diagramin fazor të dioksidit të karbonit nuk janë lineare.
