Avainero – vaihekaavio vs tasapainokaavio
Vaihekaaviot tai tasapainokaaviot ovat kaavioita tai kaavioita, jotka osoittavat lämpötilan, paineen ja minkä tahansa järjestelmän koostumuksen välisen suhteen. Nämä kaaviot antavat yksityiskohtia termodynaamisesti erillisten faasien olosuhteista, jotka esiintyvät tasapainossa keskenään. Faasi on järjestelmän homogeeninen osa, jolla on yhtenäiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Aineella voi olla kolme pääfaasia: kiinteä, nestemäinen ja kaasufaasi. Vaihekaavion ja tasapainokaavion välillä ei ole eroa.
Mikä on vaihekaavio?
Vaihekaavio on kaavio, joka esittää yhteenvedon toistensa kanssa tasapainossa olevien termodynaamisesti erillisten järjestelmien olosuhteista. Vaihekaavio näyttää vaiherajat tai tasapainorajat, jotka erottavat faasit toisistaan. Vaihekaavio on paineen ja lämpötilan käyrä.
Kuva 1: Vaihekaavio, jossa näkyy rajaviivat, kolmoispiste ja kriittinen piste
Vaihekaavion tärkeät osat
Joitakin tärkeitä komponentteja vaihekaaviossa ovat seuraavat:
- Vaiherajat (tasapainon rajat) – vaihekaavion viivat, jotka erottavat kaksi vaihetta; jokainen vaihe, joka on tasapainossa toisen vaiheen kanssa.
- Kolmipiste – piste, jossa tasapainoviiva leikkaa. Kolmoispiste osoittaa olosuhteet systeemissä, jossa on ainetta, joka voi esiintyä rinnakkain aineen kaikissa kolmessa faasissa (kiinteässä, nestemäisessä ja kaasussa).
- Kriittinen piste – lämpötila ja paine, joissa aine voi toimia kaasuna ja nesteenä samanaikaisesti; ilmaantuu erottumattomia kaasu- ja nestefaaseja. Näin ollen vaiherajoja ei ole. Kriittinen piste on käyrän loppupiste vaiheessa
- Fuusiokäyrä (sulamis- tai jäätymiskäyrät) – vaihekaavion rajaviiva, joka näyttää olosuhteet kaasufaasin ja nestefaasin välisille faasisiirtymille (sininen viiva yllä olevassa kaaviossa).
- Höyrystymiskäyrä (tai kondensaatiokäyrä) – vaihekaavion rajaviiva, joka näyttää olosuhteet kiinteän faasin ja nestefaasin välisille faasisiirtymille (vihreä viiva yllä olevassa kaaviossa).
- Sublimaatiokäyrä – vaihekaavion rajaviiva, joka näyttää olosuhteet kiinteän faasin ja kaasufaasin välisille faasisiirtymille (punainen viiva yllä olevassa vaihekaaviossa).
Tässä fuusio on sulamista tai jäätymistä, johon liittyy faasimuutos kaasufaasin ja nestefaasin välillä. Höyrystäminen on nesteen muuntamista höyryfaasiksi (kaasufaasiksi), kun taas kondensaatio on höyryn muuntamista nesteeksi. Sublimaatio on kiinteän aineen muuntamista suoraan kaasufaasiin ilman nestefaasia.
Vaihekaavion tyypit
Vaihekaavioita on muutamia tyyppejä.
Yksittäiset vaihekaaviot
Nämä ovat vaihekaavioiden yksinkertaisin muoto. Nämä kaaviot esittävät aineen kolme faasia erotettuna tasapainorajoista (kuten kuvassa 1).
Binäärivaihekaaviot
Binäärifaasikaavio näyttää tasapainon kahden samassa järjestelmässä esiintyvän aineen välillä. Useimmissa tapauksissa paine pysyy samana, ja muuttujia ovat lämpötila ja aineiden koostumukset. Tässä kaksi ainetta voivat olla metalleja, metalli ja yhdiste tai kaksi yhdistettä.
Kuva 2: Binäärivaihekaavio
Mikä on tasapainokaavio?
Tasapainokaavio on kaavio, joka näyttää tasapainon suljetussa järjestelmässä rinnakkain esiintyvien aineen vaiheiden välillä. Se tunnetaan myös vaihekaaviona.
Mitä eroa vaihekaaviolla ja tasapainokaaviolla on?
Vaihekaavion ja tasapainokaavion välillä ei ole eroa, koska ne ovat synonyymejä. Molemmat termit viittaavat kaavioon, jossa on yhteenveto termodynaamisesti erillisten järjestelmien olosuhteista, jotka ovat keskenään tasapainossa
Yhteenveto – Vaihekaavio vs tasapainokaavio
Vaihe on järjestelmän homogeeninen osa, jolla on yhtenäiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Missä tahansa aineessa voi olla kolme pääfaasia: kiinteä faasi, nestefaasi ja kaasufaasi. Vaihekaavio on kaavio, joka edustaa tasapainoa eri vaiheiden välillä, jotka esiintyvät yhdessä samassa suljetussa järjestelmässä. Tätä kaaviota kutsutaan myös tasapainokaavioksi, koska se näyttää tasapainot.
