ความแตกต่างที่สำคัญ – แผนภาพเฟสเทียบกับไดอะแกรมสมดุล
เฟสไดอะแกรมหรือไดอะแกรมสมดุลเป็นแผนภูมิหรือกราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิ ความดัน และองค์ประกอบของระบบใดๆ ไดอะแกรมเหล่านี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับเงื่อนไขของเฟสที่แตกต่างกันทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งอยู่ร่วมกันในสภาวะสมดุลซึ่งกันและกัน เฟสเป็นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของระบบที่มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่สม่ำเสมอ สารสามารถมีอยู่สามระยะหลัก: สถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ไม่มีความแตกต่างระหว่างแผนภาพเฟสและแผนภาพสมดุล
เฟสไดอะแกรมคืออะไร
เฟสไดอะแกรมเป็นแผนภูมิที่สรุปรายละเอียดเกี่ยวกับเงื่อนไขของระบบที่แตกต่างกันทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งอยู่ร่วมกันอย่างสมดุล แผนภาพเฟสแสดงขอบเขตเฟสหรือขอบเขตสมดุลที่แยกเฟสออกจากกัน แผนภาพเฟสเป็นแผนภาพของแรงดันเทียบกับอุณหภูมิ
รูปที่ 1: แผนภาพเฟสแสดงเส้นเขตแดน จุดสามจุด และจุดวิกฤติ
องค์ประกอบสำคัญของแผนภาพเฟส
ส่วนประกอบที่สำคัญบางอย่างในแผนภาพเฟสมีดังต่อไปนี้:
- ขอบเขตของเฟส (ขอบเขตสมดุล) – เส้นในแผนภาพเฟสที่แยกสองเฟส; แต่ละเฟสที่อยู่ในสมดุลกับอีกเฟสหนึ่ง
- Triple Point – จุดที่เส้นสมดุลตัดกัน จุดสามจุดแสดงถึงสภาวะของระบบที่มีสารที่สามารถอยู่ร่วมกันได้ในทั้งสามขั้นตอนของสสาร (ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ)
- Critical Point – อุณหภูมิและความดันที่สารนั้นสามารถทำหน้าที่เป็นก๊าซและของเหลวได้ในเวลาเดียวกัน ก๊าซและของเหลวที่แยกความแตกต่างไม่ได้เกิดขึ้น ดังนั้นจึงไม่มีขอบเขตเฟส จุดวิกฤตคือจุดสิ้นสุดของเส้นโค้งในเฟส
- Fusion Curve (เส้นโค้งหลอมเหลวหรือจุดเยือกแข็ง) – เส้นแบ่งเขตในแผนภาพเฟสที่แสดงเงื่อนไขสำหรับการเปลี่ยนเฟสระหว่างเฟสของแก๊สและเฟสของเหลว (เส้นสีน้ำเงินในแผนภาพด้านบน)
- Vaporization Curve (หรือเส้นโค้งควบแน่น) – เส้นขอบเขตในแผนภาพเฟสที่แสดงเงื่อนไขสำหรับการเปลี่ยนเฟสระหว่างเฟสของแข็งและเฟสของเหลว (เส้นสีเขียวในแผนภาพด้านบน)
- Sublimation Curve – เส้นขอบเขตในแผนภาพเฟสที่แสดงเงื่อนไขสำหรับการเปลี่ยนเฟสระหว่างเฟสของแข็งและเฟสแก๊ส (เส้นสีแดงในแผนภาพเฟสด้านบน)
ในที่นี้ ฟิวชันคือการหลอมเหลวหรือการแช่แข็งที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟสระหว่างเฟสของแก๊สและเฟสของเหลวการกลายเป็นไอคือการเปลี่ยนของเหลวเป็นเฟสไอ (เฟสแก๊ส) ในขณะที่การควบแน่นคือการเปลี่ยนไอเป็นของเหลว การระเหิดคือการเปลี่ยนสถานะของแข็งเป็นก๊าซโดยตรง โดยไม่ผ่านเฟสของเหลว
ประเภทของเฟสไดอะแกรม
เฟสไดอะแกรมมีไม่กี่ประเภท
Unary Phase Diagrams
นี่คือรูปแบบไดอะแกรมเฟสที่ง่ายที่สุด ไดอะแกรมเหล่านี้แสดงสามเฟสของสารที่แยกจากขอบเขตสมดุล (เช่นในรูปที่ 1)
ไดอะแกรมเฟสไบนารี
แผนภาพเฟสไบนารีแสดงความสมดุลระหว่างสารสองชนิดที่มีอยู่ในระบบเดียวกัน ในกรณีส่วนใหญ่ ความดันยังคงเท่าเดิม และตัวแปรคืออุณหภูมิและองค์ประกอบของสาร ในที่นี้ สารทั้งสองสามารถเป็นโลหะ โลหะและสารประกอบ หรือสารประกอบสองชนิดได้
รูปที่ 2: ไดอะแกรมเฟสไบนารี
แผนภาพสมดุลคืออะไร
แผนภาพสมดุลคือแผนภูมิที่แสดงความสมดุลระหว่างเฟสของสารที่อยู่ร่วมกันในระบบปิด เป็นที่รู้จักกันว่าแผนภาพเฟส
ความแตกต่างระหว่างเฟสไดอะแกรมและไดอะแกรมสมดุลคืออะไร
ไม่มีความแตกต่างระหว่างแผนภาพเฟสกับไดอะแกรมสมดุลเพราะเป็นคำพ้องความหมาย คำศัพท์ทั้งสองอ้างถึงแผนภูมิที่สรุปรายละเอียดเกี่ยวกับเงื่อนไขของระบบที่แตกต่างกันทางเทอร์โมไดนามิกซึ่งอยู่ร่วมกันอย่างสมดุล
สรุป – เฟสไดอะแกรมเทียบกับไดอะแกรมสมดุล
เฟสคือส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของระบบที่มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่สม่ำเสมอ มีสามขั้นตอนหลักที่สารใดๆ สามารถมีอยู่ได้: เฟสของแข็ง เฟสของเหลว และเฟสแก๊สแผนภาพเฟสคือแผนภูมิที่แสดงถึงความสมดุลระหว่างเฟสต่างๆ ที่มีอยู่ร่วมกันในระบบปิดเดียวกัน ไดอะแกรมนี้เรียกอีกอย่างว่าไดอะแกรมดุลยภาพเพราะมันแสดงสมดุล