Transformarile de fază

Schemă

1. transformarea reciprocă între faza lichidă și cea gazoasă a substanței

a) lichefierea și condensarea 

  • transformarea izoterma a gazului real (CO2)
  • notiunea de vapori (nesaturanti)
  • starile bifazice: lichid + vapori saturanti
  • stari gazoase de gaz si stari gazoase de vapori
  • temperatura si izoterma critica
  • vapori suprasaturanti (stari metastabile ale substantei)
  • deosebirea dintre lichefiere si condensare

b) vaporizarea

- vaporizarea in vid 

  • experiment
  • legi empirice

- vaporizarea in atmosfera gazoasa / evaporarea

  • legile (empirice) evaporarii
  • expresia vitezei de evaporare

- vaporizarea prin fierbere

  • experiment
  • legile (empirice) fierberii
  • dependenta temperaturii de fierbere de presiunea atm (exemple/aplicatii)
  • starile (metastabile) de lichid supraincalzit (peste temperatura de fierbere)

2. transformarea reciproca intre faza solida si cea lichida ale substantei

a) topirea

  • legile (empirice) topirii
  • deosebirea intre corpurile amorfe si cele solide (cristaline)
  • dependenta temperaturii de topire de presiunea atm (pentru majoritatea solidelor, cat si pentru exceptii)
  • stari bifazice:  solid +lichid

b) solidificarea

  • legile topirii si ale solidificarii
  • expresia caldurii latente de topire / solidificare

3. transformarea reciproca intre faza solida si cea gazoasa ale substantei

a) sublimarea

  • expresia vitezei de sublimare (asemanatoare cu expresia vitezei de evaporare)
  • exemple

b) desublimarea

  • stari bifazice de echilibru: solid + vapori

4. starea tripla a substantei (punctul triplu)

  • reprezentarea starilor bifazice si a punctului triplu in coordonate pT (spatiul fazelor) pentru majoritatea substantelor, cat si pentru exceptii (apa)

Ce presupune transformarea de fază?

Transformarea de faza reprezinta trecerea sistemului termodinamic dintr-o fază în alta (gaz-lichid-solid).

Figura 1. Transformarile de fază

Transformarile de fază se produc permanent atât la suprafaţa terestră, cât şi în atmosferă. De aceea, este important să cunoaştem care sunt aceste procese, în ce condiţii pot avea loc, care sunt factorii care influenţează desfăşurarea lor, respectiv în ce condiţii se poate realiza echilibrul a două sau mai multe faze. Pentru bilanţul energetic al sistemului Pământ-atmosferă, este de asemenea necesar să cunoaştem modul în care anumite transformari de fază ale apei pot influenţa un astfel de bilanţ. 

În procesele de transformari de faza este importanta energia care se schimba prin absorbtie sau cedare de caldura, pentru a modifica starea cinetico-moleculara si structura interna a substantei. În majoritatea cazurilor, energia pusa în joc este sub forma de caldura.

La trecerea directa dintr-o stare în alta si la trecerea inversa se pune în joc aceeasi Qcedata sau Qabsorbita. Întrucât în timpul transformarilor de faza temperatura substantei ramâne constanta, caldura pusa în joc se numeste caldura latenta care depinde de cantitatea de substanta si de tipul substantei. Se defineste caldura latenta specifica, ca fiind caldura necesara unitatii de masa pentru a o transforma în alta stare, la temperatura constanta:

Caldura latenta specifica este o marime care depinde de substanta care sufera transformarea de faza, fiind aproximativ independenta de alte marimi.

\lambda = \frac{\varrho }{m}

1. Transformarea reciproca intre faza lichida si cea gazoasa a substantei

a) Lichefierea si condensarea

Transformarea izotermă a gazului real (CO2)

Studiul gazelor s-a efectuat pe modelul gaz-ideal. Modelul gazului ideal este doar o aproximare a gazelor reale, deoarece au fost neglijate interacţiunile dintre particulele gazului, precum şi volumul acestor particule. Experimental a fost demonstrat că modelul gazului ideal reprezintă o aproximare acceptabilă a gazelor reale, doar pentru presiuni mici şi temperaturi ridicate

În anul 1869, fizicianul irlandez Thomas Andrews a reusit, prin racirea si comprimarea concomitenta a CO2, sa-l transforme din  stare gazoasa în stare lichida (lichefiere). El a efectuat o serie de comprimari izoterme ale bioxidului de carbon si a constatat o serie de fapte surprinzătoare:

  • daca temperatura gazului este mai mare
...

Textul de mai sus este doar un extras. Numai membrii pot citi întregul conținut.

Obține acces la întregul eBook.

Ca membru al Liceunet.ro, beneficiezi de acces la întregul conținut.

Achiziționează un abonament acum

Deja membru? Log in