Holat diagrammasi - Mavzu: III guruh elementlari

|
Mavzu: III guruh elementlari
|
bet | 5/7 | Sana | 05.12.2023 | Hajmi | 229,5 Kb. | | #111389 |
Bog'liq Faza,komponentHolat diagrammasi, muvozanat diagrammasi, fazoviy diagramma — fizik-kimyoviy sistemaning tarkibi va holat parametrlari orasidagi munosabatning geometrik ifodasi. Holat parametrlari — termodinamik sistema holatini ifodalaydigan fizik kattaliklar (temperatura, bosim, solishtirma hajm, magnitlanganlik, elektr qutblanish va h.k.). Fazaviy diagramma bir yoki koʻp komponentli moddaning muvozanat holatini geometrik tarzda ifodalaydi. Bu holat bir fazali, ikki fazali va koʻp fazali boʻladi. Fazalar gazsimon, suyuq, qattiq, oʻta oʻtkazuvchan, segnetoelektrik va boshqa boʻlishi mumkin.
Agar sistema bitta komponentdan iborat boʻlsa (eng sodda hol), Holat diagrammasi toʻgʻri burchakli uch koordinata oʻqiga (bu oʻqlar boʻyicha temperatura T bosim P va mol hajm V qoʻyiladi) qurilgan 3 oʻlchovli fazoviy shakl koʻrinishini oladi.
Ikki fazali muvozanat holat egri chiziqlar, 3 fazalisi esa nuqta bilan tasvirlanadi. Har qanday modda qattiq, suyuq va gazsimon fazasining muvozanatiga mos keluvchi 0 nuqta uchlanma nuqta deyiladi. Koʻp komponentli sistemalarning holat diagrammasi murakkab boʻladi. Holat diagrammasini eksperimental hisoblashda fizik-kimyoviy, termik va rent-genografik analiz, optik va elektron mikroskopiya va boshqa usullardan foydalaniladi. Holat diagrammasi amalda, materialshunoslik, metallurgiya va kimyoning turli sohalarida keng qoʻllanadi. Qotishmalarning erish sohasi, temperaturasi termik ishlov rejimlari holat diagrammasiga koʻra aniqlanadi.
Fazaviy diagrammani tuzish uchun odatiy koordinatalar termodinamik parametrlar - harorat va bosim va tizimning tarkibi (mol yoki massa foizida) hisoblanadi.
Umumiy holda, koordinatalar soni tizim komponentlari sonidan bittaga oshadi (bir komponentli tizimning diagrammasi ikki o'lchovli, ikki komponentli tizim uch o'lchovli va boshqalar). Kondensatsiyalangan tizimlar uchun bosim ta'sirida fazaviy muvozanatining o'zgarishi ko'pincha hisobga olinmaydi, bu holda diagrammaning o'lchovlari soni komponentlar soniga teng bo'ladi (kondensatsiyalangan ikki komponentli diagrammasi ikki- o'lchovli, uch komponentli tizim uch o'lchovli va boshqalar ). Bosma nashrlarda murakkab bosqich diagrammalari bo'limlar yoki proyeksiyalar shaklida tasvirlangan.
Bir komponentli tizimlarning fazaviy diagrammalarida, maydonlar, faza qoidasiga ko'ra, bir fazali holatlarga mos keladi, ularni chegaralovchi chiziqlar ikki fazali, chiziqlarning kesishish nuqtalari uch fazali (bu nuqtalar uch nuqta deb ataladi).
Ikki fazaviy chiziqlar, qoida tariqasida, ikkita uch nuqtani yoki nol bosimga to'g'ri keladigan qismidagi nuqta bilan uch nuqtani bog'laydi. Kritik haroratdan yuqori suyuqlik va bug' o'rtasidagi farq yo’qoladi. Ikki fazaviy chiziqlarda ham nuqtalar mavjud - normal bosimda kristallanish va qaynash haroratlari.
Suv, muz va bug’dan iborat muvozanat sistemada faqat bitta komponent – suv bor. Ammo bu sistema uch fazalidir: muz, suv, bug’. Lekin fazalarning soni bosim va haroratga bog’liq. Masalan, haroratni oshirish bilan muzning hammasini suvga aylantirib yuborish mumkin bo’lganidek, bosimni oshirib, bug’ni ham suvga aylantira olamiz. Demak, bir komponentli sistemalarda erkinlik darajasi ikkidan ortiq bo’la olmaydi, fazalar soni esa uchdan ortiq bo’lmaydi. Shuning uchun bir komponentli sistemalarni tasvirlashda abtsissa va ordinata o’qlaridan foydalanish mumkin. Muvozanatdagi sistemalarni grafik usulda tasvirlab, sistemaning holat diagrammasi hosil qilinadi. Grafik tuzish uchun, avvalo, sistemaning xossalari yaxshi tekshiriladi va tekshirish natijalari asos qilib olinadi. Masalan, suv ustida o’tkazilgan tajribalardan tubandagi natijalar olingan.
Suvning holat diagrammasi
Bir komponentli sistemalarda fazalar faqat bir xil moddadan iborat bo’ladi.
Bir fazali sistemaning erkinlik darajalari soni ikkiga teng bo’lishi, bu holda temperatura va bosimning muvozanatga tasir etmasdan o’zgarishini bildiradi. Shuningdek, bir parametrning o’zgarishi boshqa parametrning o’zgarishiga ta’sir ko’rsatmaydi.
Erkinlik darajalari soni birga teng bo’lgan ikki fazali sistemalarda, muvozanatga ta’sir etmagan holda faqat bitta parametrning o’zgartirish mumkinligini ko’rsatadi, bunda ikkinchi parametr birinchi parametrga mos ravishda o’zgaradi. Agar erkinlik darajalari soni nolga teng bo’lsa, u holda muvozanat ma’lum parametrlar (P va Т) bilan xarakterlanadi va ularning hech birini sistema muvozanatiga ta’sir qilmasdan o’zgartirish mumkin emas.
Bir komponentli sistema fazoviy holatining bog’lanish grafigini qarab chiqamiz, masalan suvning tashqi (P va Т) omillarga bog’lanish grafigi. Bunday grafiklar fazoviy diagrammalar yoki holat diagrammalari deb ataladi ular tajriba natijalari asosida chiziladi.
Suvning holat diagrammasi bitta O nuqtada kesuvchi va diagrammalarni uch qismga uchta AO, BO va CO chiziqlar mavjud AO chiziq muz ustidagi to’yingan bug’ bosimining temperaturaga bog’lanishini ifodalaydi. OB chiziq suv ustidagi to’yingan bug’ bosimining temperaiuraga bog’lanishini ko’rsatadi. Shuningdek bu chiziq suvning qaynash temperaturasini bosimga bog’lanishini xarakterlashi mumkin. OB egri chiziq 3470C da uziladi, bu temperatura suvning kritik temperaturasiga mos keladi, undan yuqori temperaturalarda suv suyuq holatda mavjud bo’lmaydi. OC egri chiziq muzning erish temperaturasining (yoki suvning muzlashini) bosimga bog’lanishini ifodalaydi. Bosim ortishi bilan suvda muzning erish temperaturasi kamayadi. Egri chiziqlarning bunday turi uncha ko’p bo’lmagan moddalar uchungina xarakterlidir. Bu suvning qotish jarayonida hajmi ortishi bilan bog’liq ko’pgina moddalarda esa, qotishda hajmi kamayadi va holat diagrammasidagi OC egri chiziq unga og’gan bo’ladi.
(AO, OB va OC) qarab chiqilgan chiziqlar suvning bir fazadan ikkinchi fazaga o’tishini ifodalaydi, ya’ni ikki fazaning muvozanatini bildiradi. Bu chiziqlar bilan chegaralangan qismlar faqat bir xil fazalarning mavjudlik shartlariga javob beradi. AOC oraliqda yotuvchi bosim va temperaturalarda suv faqat muz ko’rinishida mavjud bo’lishi mumkin. BOC oraliq suyuq holatiga hamda AOB-bug’ holatiga mos keladi.
Hamma egri chiziqlar O nuqtada kesishadi, bu nuqta uchchala fazalarning muvozanatiga mos keladi.
|
| |