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相図の物理学

相図の物理学
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ビデオ: 物理化学 #3 相平衡②(2成分系) 2024, 九月

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Anonim

相図圧力と温度、または溶解度と温度などの変数の他の組み合わせの変化を受けている間の単一の物質または物質の混合物の固相、液相、および気相の制限条件を示すグラフ。図は、1成分系(すなわち、単一の純粋な物質からなる系)の典型的な相図を示しています。曲線は、さまざまな圧力と温度で行われた測定から得られています。曲線で区切られた領域の任意の点で、圧力と温度は1つの相(固体、液体、または気体)のみを存在させ、曲線上の点までの温度と圧力の変化はこの相を変更しません。曲線のどの時点でも、温度と圧力により、2つの相が平衡状態で存在することができます。固体と液体、固体と蒸気、または液体と蒸気です。たとえば、液体の蒸気圧の温度による変化について描かれた線は、液体と蒸気の境界です。ラインの低圧高温側に存在できるのは蒸気のみですが、物質は高圧低温側で液体でなければなりません。ライン上の点に対応する温度と圧力で液体と蒸気が共存します。臨界点と呼ばれるこの線が消える場所で、液体とその蒸気は区別できなくなります。液体と固体の間の線に沿って、さまざまな圧力の融解温度を見つけることができます。三重点と呼ばれる3つの曲線の接合部は、3つの相すべてが一緒に平衡状態で存在する独特の条件を表します。通常、2つの成分の相図は、温度-組成図に融解曲線を示します。

液体:純粋な物質の相図

純粋な物質の温度と圧力が固定されると、物質の平衡状態も固定されます。これは示されています

状態図は、各物質および混合物に固有です。複雑な混合物は、遠近法を使用して2次元で表すことができる3次元状態図を必要とする場合があります。相図は、地球内の岩石と鉱物の形成条件に関連する鉱物平衡の研究で広く使用されています。また、産業機器の設計、製造プロセスの最適条件の調査、および物質の純度の決定にも非常に役立ちます。