Artikulo tungkol sa mga pagbabago ng phase Kritikal na temperatura Triple point
Sa talakayan ng batas ng ideal na gas, ipinaliwanag na ang batas ng ideal na gas ay naglalarawan ng pag-uugali ng totoong gas nang tumpak lamang kapag ang presyon at densidad ng totoong gas ay hindi masyadong malaki. Kung ang presyon at densidad ng totoong gas ay sapat na malaki, ang batas ng ideal na gas ay nagbibigay ng hindi tumpak na mga resulta, gayundin, kapag ang temperatura ng totoong gas ay papalapit sa kumukulong punto. Ito ay nauugnay sa mga interaksyon na nangyayari sa pagitan ng mga molekula ng totoong gas. Ang presyon ng gas ay kabaligtaran na proporsyonal sa dami ng gas. Kapag ang presyon ng gas ay sapat na malaki, ang dami ng gas ay nagiging mas maliit. Dahil mababa ang dami ng gas, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ng gas ay nagiging mas malapit. Kapag ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay nagiging mas malapit, ang mga molekula ay nag-aakit sa isa't isa. Ito ay tulad ng kapag naglagay ka ng isang piraso ng bakal sa isang magnet. Kung ang distansya sa pagitan ng magnet at bakal ay sapat na malayo, ang magnet ay hindi maaaring humila ng bakal. Ngunit kung ang distansya sa pagitan ng magnet at bakal ay malapit, ang bakal ay nalalapit.
Kaya ang mga molekula ng gas ay kumikilos na parang magnet. Kapag ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay sapat na lapit, ang mga molekula ay naghahalikan. Ang puwersa ng paghila ay nagiging sanhi ng paglapit ng distansya sa pagitan ng mga molekula (lumiliit ang volume ng gas). Kadalasan, nangyayari ito kapag ang presyon ng gas ay sapat na malaki (malaki ang presyon, mababang volume. Maliit na volume, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay papalapit nang papalapit). Samakatuwid, ang ideal na batas ng gas ay hindi nagbibigay ng tumpak na mga resulta kapag ang presyon at densidad ng totoong gas ay malaki.
Dayagram ng Presyon vs. Dami ng Presyon
Para mas maunawaan ang problema sa itaas, suriin natin ang diagram, na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng presyon at volume ng gas. Ang mga kurba 1, 2, 3 at 4 ay nagpapakita ng parehong pag-uugali ng gas sa iba't ibang temperatura. Ang temperatura ng gas na ipinapakita sa kurba 1 ay mas mataas kaysa sa kurba 2. Ang temperatura ng gas na ipinapakita sa kurba 2 ay mas mataas kaysa sa kurba 3. Ang temperatura ng gas na ipinapakita sa kurba 3 ay mas mataas kaysa sa kurba 4. Ang kurba ay ang guhit sa gitna ng diagram. Ang temperatura ng gas ay palaging nakapirmi, na nagbabago lamang sa presyon (P) at volume (V) ng gas.
Ayon sa batas ng ideal na gas, ang linyang nagsisimula sa numero 1 ay dapat magtapos sa numero 1. Gayundin, ang linyang nagsisimula sa numero 2 ay dapat huminto sa numero 2. Ang realidad na nararanasan ng totoong gas ay hindi ayon sa pagtataya ng batas ng ideal na gas. Kapag sapat na malaki ang presyon ng gas, ang volume ng gas ay nagiging mas maliit at lumilihis mula sa pagtataya ng batas ng ideal na gas (ihambing sa curve 1 at curve 2). Ang dami ng paglihis ng volume ng gas ay depende rin sa temperatura. Kung ang temperatura ng gas ay mas mababa at papalapit sa melting point, o ang boiling point (point b), ang gas ay karaniwang nakakaranas ng mas makabuluhang paglihis ng volume kaysa kapag mas mataas ang temperatura (ihambing ang mga curve 1, 2, 3 at 4). Naiimpluwensyahan ng pagkakaroon ng atraksyon sa pagitan ng mga molekula ng gas, gaya ng ipinaliwanag kanina.
Ang kurba 3 sa diagram sa itaas ay nagpapakita ng kilos ng isang substansiya sa kritikal na temperatura nito. Ang puntong c na nadaanan ng kurba tatlo ay tinatawag na kritikal na punto. Sa mga temperaturang mas mataas kaysa sa kritikal na temperatura, ang anyo ng gas ay hindi maaaring magbago sa anyong likido, kahit na ito ay binibigyan ng malaking presyon (ihambing sa kurba 2 at kurba 1). Ang presyon na ibinibigay ay nagpapaliit lamang sa dami ng gas, ngunit hindi nito maaaring gawing likido ang gas. Sa kabaligtaran, sa mga temperaturang mas mababa kaysa sa kritikal na temperatura, ang gas ay magbabago sa likido kung bibigyan ng ganap na presyon (ihambing sa kurba 3). Ang dami ng presyon na maaaring magpabago sa gas sa likido sa isang kritikal na temperatura ay kilala bilang kritikal na presyon. Ang bawat substansiya ay may iba't ibang kritikal na temperatura at kritikal na presyon.
Ang kurba 4 sa diagram sa itaas ay nagpapakita ng proseso ng pagbabago mula gas patungo sa likido. Ang may kulay na lugar (na kahawig ng bundok) ay isang lugar kung saan ang gas at likido ay nasa ekwilibriyo. Sa una, malaki ang volume ng gas. Matapos tumaas ang presyon ng gas, lumiliit ang volume ng gas hanggang sa makarating ito sa punto b (ang punto b ay ang melting point, kilala rin bilang boiling point). Pagdating nito sa punto b, nagsisimulang maging likido ang gas. Sa proseso ng pagbabago ng gas patungo sa likido (mula punto b hanggang punto a), lumiliit ang volume ng substance kahit walang pagtaas sa pressure (minarkahan ng tuwid na linya). Sa punto a, lahat ng gas ay naging likido na. Pagdating sa punto a, ang pagdaragdag ng pressure sa substance ay nagreresulta lamang sa kaunting pagbabago sa volume (minarkahan ng isang napakatarik na kurba).
Sa pang-araw-araw na buhay, madalas nating ginagamit ang mga terminong singaw at gas. Halimbawa, singaw ng tubig o nitrogen gas. Bihira nating tinutukoy ang singaw ng tubig bilang water gas, kahit na ang singaw ng tubig ay gas mula sa tubig. Gayundin sa nitrogen, oxygen, atbp. Ang nitrogen o oxygen ay karaniwang tinutukoy bilang gas. Ang gas at steam ay may magkaibang kahulugan. Kung ang gas mula sa isang sangkap ay mas mababa sa kritikal na temperatura ng materyal, tinatawag natin itong steam. Sa kabaligtaran, kung ang gas mula sa isang sangkap ay mas mataas sa kritikal na temperatura ng sangkap, tinatawag natin itong gas.
Dayagram ng presyon vs. Temperatura (Dayagram ng Yugto)
Nauna nang inilarawan ang kilos ng mga sangkap, gamit ang isang diagram ng presyon laban sa Dami. Bukod sa paggamit ng PV diagram, ang kilos ng mga sangkap ay maaaring ipaliwanag gamit ang diagram ng presyon (P) laban sa Temperatura (T). Ang mga PT diagram ay karaniwang tinutukoy bilang mga phase diagram. Tinatawag na phase diagram dahil ang diagram na ito ay ginagamit upang ihambing ang mga phase ng isang sangkap. Isa sa mga sangkap na kadalasang nagbabago ng phase ay ang tubig.
May tatlong kurba sa dayagram, ito ay ang mga kurba ng ebaporasyon, mga kurba ng pagkatunaw, at mga kurba ng sublimasyon.
Ang kurba ng ebaporasyon ay nagpapakita ng mga punto kung saan ang likido at singaw ay nasa ekwilibriyo. Ang punto kung saan ang likido at singaw ay nasa ekwilibriyo ay tinatawag na melting point, o boiling point (tinatawag na melting point dahil sa puntong ito ang singaw ay maaaring matunaw at maging tubig. Tinatawag na boiling point dahil sa puntong ito ang tubig ay maaaring kumulo at maging singaw). Kaya, ang kurba ng ebaporasyon ay isang graph na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng presyon (P) at boiling point / temperatura ng pagkatunaw. Lumilitaw na mas maliit ang presyon, mas mababa ang temperatura ng boiling point ng tubig, o mas mataas ang presyon, mas mataas ang temperatura ng boiling point ng tubig. Sa presyon na 1 atm, ang temperatura ng boiling point ng tubig ay 100 o C. Sa kabaligtaran, sa presyon na 218 atm, ang temperatura ng boiling point ng tubig = 374 o C.
Ang presyon na 218 atm ay tinatawag ding kritikal na presyon ng tubig, habang ang temperaturang 374 o C ay tinatawag ding kritikal na temperatura ng tubig. Kung ang temperatura ng singaw ay mas mababa sa 374 o C, maaaring magbago ang anyo ng singaw patungo sa likido kung bibigyan ito ng presyon na 374 o C. Hindi maaaring gawing likido ng presyon ang singaw kung ang temperatura ay mas mataas sa 218 o C.
Ang kurba ng pagkatunaw ay nagpapakita ng mga punto kung saan ang likido at solid ay nasa ekwilibriyo. Ang punto kung saan ang likido at solid ay nasa ekwilibriyo ay tinatawag na melting point o freezing point (tinatawag na melting point dahil sa puntong ito ang yelo ay maaaring matunaw sa tubig. Tinatawag na freezing point dahil, sa puntong ito, ang tubig ay maaaring mag-freeze at maging yelo). Kaya, ang melting curve ay isang graph na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng presyon (P) at melting point o temperatura ng pagyeyelo. Sa presyon na 1 atm, ang freezing point ng tubig (o ang melting point ng yelo) = 0 o C. Kabaligtaran ng presyon na 218 atm, ang freezing point ng tubig (o melting point ng yelo) ay mas mababa sa 0 o C. Tandaan na sa presyon na 1 atm, ang tubig ay nasa likido kung ang temperatura ay nasa pagitan ng 0 o C at 100 o C. Ang tubig ay nasa solid kung, sa presyon na 1 atm, ang temperatura ay mas mababa sa 0 o C o ang tubig ay nasa singaw kung, sa presyon na 1 atm, ang temperatura ay lumampas sa 100 o C.
Ang kurba ng sublimasyon ay nagpapakita ng mga punto kung saan ang solid at singaw ay nasa ekwilibriyo 
Ang ekwilibriyo ay tinatawag na sublimation point. Kaya, ang sublimation curve ay isang graph na nagsasaad ng ugnayan sa pagitan ng presyon (P) at ng temperatura ng sublimation point. Ang sublimation ay ang proseso ng pagbabago ng solid sa singaw, nang hindi dumadaan sa isang likido. Kadalasan, ang sublimation ay nangyayari lamang sa mababang presyon. Ang yelo ay maaari lamang mag-sublimate kung ang temperatura ay mas mababa sa 0.01 oC at ang presyon ay mas mababa sa 0.006 atm. Ang punto kung saan nagtatagpo ang tatlong kurba ay tinatawag na triple point.
Nasa ibaba ang isang diagram ng yugto para sa carbon dioxide. Tandaan na ang iskala sa diagram ng yugto ng tubig at ang diagram ng yugto ng carbon dioxide ay hindi linear.
