تلفن تماس : 05135411722      09157607106      09151150958  telegram6

فاز بخار و نقطه سه گانه

-نقطه سه گانه

فازهاي گاز ، مايع و جامد فقط در يك نقطه ثابت دما وفشار مي توانند با هم در تعادل باشند كه به نقطه سه گانه معروف است.نقطه سه گانه آب كه تمامي فازها در حال تعادل مي باشند ، در دماي 273.16K فشار مطلق 0.006112  bar رخ مي دهد.اين فشار بسيار نزديك به خلاء مطلق است و در صورت كاهش بيشتر فشار در اين دما ، يخ مستقيما به بخار تبديل مي شود.

-يخ

در فاز جامد(يخ) ، تمامي مولوكولها در يك شبكه بهم پيوسته قفل شده وفقط ارتعاش مي نمايند.حركت مولكولي در اين فاز ، بسيار نزديك بهم بوده وكمتر از اندازه يك مولكول مي باشد.افزايش حرارت باعث افزايش وجداشدن تعدادي از مولكولها از مولكولهاي مجاور گشته وبدنبال آن تغيير حالت جامد به مايع وعمل ذوب شروع مي گردد.(اين شرايط در دماي صفر درجه ومستقل از فشار است).مقدار انرژي كه باعث شكسته شدن پيوندهاي بين مولكولي وتغييرفاز ، بدون افزايش دماي يخ مي گردد به آنتالپي ذوب معروف است.اين تغيير فاز برگشت پذير بوده و در صورت آزادشدن همان مقدار انرژي به محيط اطراف ، قابل انجام است.چگالي اكثر مواد در هنگام ذوب كاهش مي يابد ولي در مورد H2O اين امر برعكس بوده ، بطوريكه افزايش چگالي آب نسبت به يخ مشاهده مي شود.(دليل شناورماندن يخ بر روي آب همين مساله مي باشد).

-آب

در فازمايع مولكولها آزادانه حركت كرده ولي همچنان بعلت نيروي جاذبه بين مولكولي در فاصله كمي حركت مي نمايند.افزايش حرارت باعث افزايش حركات بين مولكولي وافزايش دما تا دماي جوش مي گردد.

-آنتالپي  آب ، آنتالپي مايع يا گرماي محسوس آب(hr)

اين پارامتر ميزان انرژي لازم جهت افزايش دماي آب از ميزان 00c تا دماي جوش مي باشد.در دماي صفر درجه سانتي گراد ، آنتالپي آب صفر در نظر گرفته شده وبنابراين تمامي دماهاي ديگر با توجه به اين مرجع سنجيده مي شود.علت استفاده از واژه گرماي محسوس تغيير دماي محسوس آب با افزايش انرژي مي باشد.در فشار اتمسفريك(0 barg) ، در دماي 1000c بجوش آمده وبمنظور گرمايش يك كيلوگرم آب صفر درجه تادماي صد درجه ، مقدار419 kj/kg0c انرژي لازم است.

-بخار

باافزايش دماي آب ورسيدن به دماي جوش ، برخي از مولكولها داراي انرژي جنبشي كافي مي گردند ، بطوريكه مي توانند به فضاي بالاي سطح مايع فرار كرده و جدا شوند.

افزايش حرارت باعث افزايش تعداد مولكولهاي فراري وسپس تشكيل حباب هاي بخار در داخل مايع مي شود كه در سطح آب مي تركند.با در نظر گرفتن ساختار مولكولي ، فاز مايع وبخار وفاصله زياد مولكولها در فاز بخار، ديده مي شود كه چگالي فاز بخاربسيار كمتر از چگالي آب است ، بنابراين فضاي بالاي مايع بسرعت از مولكولهاي با چگالي پايين تر انباشته مي شود.

وقتي تعداد مولكولهائي كه آب را ترك مي نمايند.از مولكولهائي كه دوباره به آن برميگردند بيشتر شود ، آب بصورت آزاد شروع به تبخير مي نمايد.در اين نقطه آب به دماي جوش يا دماي اشباع خود مي رسد ، چرا كه با انرژي حرارتي اشباع شده است.

افزايش بيشتر حرارت با ثابت ماندن فشار ، باعث تغيير دماي مضاعف نشده وفقط منجر به تشكيل بخار مي گردد.

دماي آب جوش وبخار اشباع در فشار ثابت يكسان بوده ، ولي ميزان انرژي واحد جرم در فاز بخار بسيار بيشتر از فاز مايع است.در فشار اتمسفريك دماي اشباع 1000c است.

با اين وجود ، در صورت افزايش فشار ، امكان انتقال در فشار حرارت بيشتر بدون تغيير مايع وجود دارد.بنابراين افزايش فشار باعث آنتالپي مايع و دماي اشباع مي گردد.رابطه بين اشباع وفشار به منحني اشباع بخار معروف است