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Phasendiagramm

Das Phasendiagramm ist eine Kurve, die die Phasen einer Substanz in Abhängigkeit von Temperatur und Druck darstellt. Das Diagramm zeigt die Phasenübergangstemperaturen (Schmelzpunkte, Sublimationspunkte, Siedepunkte) bei verschiedenen Drücken.

Phasendiagramme werden verwendet, um den Zustand der Materie, fest, flüssig oder gasförmig, von Wasser bei bestimmten Bedingungen von Temperatur und Druck zu bestimmen. Das Diagramm zeigt die Temperatur in Grad Celsius auf der X-Achse und den Druck in Atmosphären auf der Y-Achse. Für bestimmte Bedingungen von Temperatur und Druck. Eine Erhöhung der Temperatur macht es wahrscheinlicher, dass sich Wasser von Gas zu Flüssigkeit und von Flüssigkeit zu Feststoff bewegt, während eine Erhöhung des Drucks den gegenteiligen Effekt hat.

Abbildung 1: Phasendiagramm von Wasser. Die Achsen für Druck und Temperatur sind nicht maßstabsgetreu eingezeichnet.

  • Dreiphasenpunkt (auch Tripelpunkt): Punkt, an dem alle drei Phasen im Gleichgewicht koexistieren. Bei einem Druck unterhalb des Dreiphasenpunktes kann Wasser nicht als Flüssigkeit existieren, unabhängig von der Temperatur.
  • Schmelzpunkt: Die Temperatur, bei der Eis schmilzt.
  • Siedepunkt: Die Temperatur, um Wasser zu verdampfen.
  • Kritischer Druck: Der Druck, der erforderlich ist, um ein Gas bei seiner kritischen Temperatur zu verflüssigen.
  • Kritischer Punkt: Kritische Temperatur und kritischer Druck einer Substanz. Jenseits des kritischen Punktes liegen die physikalischen Eigenschaften von Wasser zwischen dem gasförmigen und dem flüssigen Zustand. Dieser Zustand wird als überkritische Flüssigkeit bezeichnet.

Wir können das Phasendiagramm verwenden, um den physikalischen Zustand einer Substanz unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen zu identifizieren. Zum Beispiel können wir bei 15 atm und -15 oC sehen, dass Wasser im festen Zustand existiert.

Die Grenzlinie fest/flüssig hat eine negative Steigung, was bedeutet, dass der Schmelzpunkt von Eis mit zunehmendem Außendruck sinkt. Während die Flüssig/Gas-Grenzlinie eine positive Steigung hat. Das bedeutet, dass der Siedepunkt von Wasser steigt, wenn der äußere Druck zunimmt.