Диаграммы состояния

Диаграммой состояния называют диаграмму, построенную в переменных р и Т и изображающую кривые равновесия при фазовых переходах данного вещества.

Рассмотрим тройную термодинамическую систему (лёд, вода и пар). Для такой системы существуют совершенно определённые значения давления р _тр и температуры Т _тр , при которых три фазы могут существовать одновременно.

Точку на диаграмме состояния, соответствующую этим значениям давления и температуры, называют тройной. В этой точке встречаются кривая плавления 1, разделяющая твёрдую и жидкую фазы, кривая испарения 2, разделяющая жидкую и газообразную фазы, кривая возгонки 3, разделяющая твёрдую и газообразную фазы.

Точки, в которых могли бы одновременно существовать более трёх фаз, не реализуемы.

Для многих веществ характерны метастабильные состояния, при которых одна фаза существует в области температур и давлений другой фазы (переохлаждённый пар в области жидкой фазы и перегретая жидкость в области газообразной фазы).

Если изобразить в р-V координатах изотерму двухфазной системы жидкость–газ то её горизонтальный участок будет соответствовать фазовому переходу вещества. Слева от него лежит изотерма газовой фазы, а слева – жидкой.

С повышением температуры плотность насыщенного пара возрастает и при некоторой температуре становится равной плотности жидкости. В точке К поверхностное натяжение обращается в нуль и исчезает различие между жидкой и газообразной фазами. Состояние, характеризуемое определённым набором значений температуры Т _кр, давления р _кр и объёма V _кр называют критическим.