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Diagrammi di fase

Scuola secondaria di secondo gradoChimicaDiagramma di fase P-T di una sostanza pura, con saturazione dell’acqua secondo IAPWS e confini approssimati dichiarati per sublimazione e CO₂

Diagramma pressione-temperatura

Liquido

Trascina la sonda arancione. I tasti freccia sul diagramma modificano la temperatura e la pressione logaritmica. I confini sono curve di coesistenza del modello e non indicano le quantità di ciascuna fase.

19031844557370010^210^310^410^510^610^7Temperatura (K)Pressione (Pa), scala logaritmica
SolidoLiquidoGasFluido supercritico

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Sposta una sonda di pressione e temperatura attraverso le regioni solida, liquida, gassosa e supercritica. Agganciala ai punti triplo e critico, quindi confronta la pendenza negativa della curva di fusione del ghiaccio comune con la pendenza positiva del modello per l’anidride carbonica.

Obiettivi di apprendimento

  • Leggi un asse della pressione logaritmico e identifica le curve di coesistenza.
  • Distingui i punti tripli dai punti critici.
  • Spiega perché l’anidride carbonica liquida non è disponibile a una atmosfera.

Come si usa

  1. 1A una atmosfera, riscalda l’acqua attraversando il suo confine del vapore.
  2. 2Agganciati al punto triplo dell’acqua e identifica le tre regioni adiacenti.
  3. 3Passa all’anidride carbonica e confronta la sublimazione a una atmosfera con la formazione di liquido al di sopra della pressione del punto triplo.
  4. 4Esamina il punto critico e spostati nella regione supercritica.

Il modello

Una forma di Clausius-Clapeyron a calore latente costante approssima i confini selezionati.
La curva di fusione è un’approssimazione lineare locale dichiarata.
In questa mappa didattica, entrambe le condizioni definiscono la regione supercritica.

Ipotesi

  • La saturazione liquido-vapore dell’acqua è descritta dalla correlazione IAPWS a sei coefficienti tra le temperature del punto triplo e del punto critico.
  • La saturazione liquido-vapore della CO₂ è descritta usando un calore latente effettivo costante, ancorato ai punti triplo e critico. Anche l’approssimazione della sublimazione passa per il punto di sublimazione normale a 194,65 K.
  • La sublimazione dell’acqua e entrambe le curve di fusione sono semplificate. Sono omessi i polimorfi del ghiaccio ad alta pressione, la metastabilità, l’isteresi di nucleazione e le quantità delle fasi.
  • Un confine di coesistenza identifica le fasi di equilibrio ammissibili; temperatura e pressione da sole non ne determinano le proporzioni.

Provalo in classe

  1. Q1Perché una linea di coesistenza liquido-vapore termina in un punto critico?
  2. Q2Perché la pendenza del confine di fusione del ghiaccio ordinario è negativa?

Domande frequenti

Tutti i confini e le transizioni di fase qui rappresentati sono dati di proprietà precisi?

No. La correlazione di saturazione dell’acqua è una relazione di riferimento, mentre gli altri limiti sono approssimazioni didattiche esplicitamente ancorate.

Attraversare una linea calcola la rapidità con cui la sostanza cambia fase?

No. Il diagramma classifica le regioni di equilibrio. Il trasferimento di calore latente e la cinetica di transizione non vengono simulati.