Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems

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Formal Metadata

Title
Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems
Subtitle
Übungsaufgabe 1
Title of Series
Part Number
Ü 01
Author
Lauth, Jakob Günter (SciFox)
Contributors
Lauth, Anika (Medientechnik)
License
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
You are free to use, adapt and copy, distribute and transmit the work or content in adapted or unchanged form for any legal and non-commercial purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor.
DOI
Publisher
SciFox
Release Date
2013
Language
German
Production Year
2013
Production Place
Jülich

Content Metadata

Subject Area
Keywords
Physikalische Chemie
Thermodynamik
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Reinstoff Gibbs' phase rule
Freezing Carbon dioxide Kompression Carbon dioxide Kompression
Buckling
Ausgangszustand Kompression
Wir wollen eine Aufgabe lösen zum Thema "Zustandsdiagramm eines
Einkomponentensystems" Zur Erinnerung: Um einen reinen Stoff eindeutig zu beschreiben, gibt man die Anzahl der Komponenten C an; die Anzahl der Phasen P und eine Reihe von intensiven Zustandsgrößen, nämlich genau F, die man nach der Gibbsschen Phasenregel errechnet. Alle Zustände eines Einkomponentensystems können im pVT-Phasendiagramm eingezeichnet werden. Man findet in diesem Zustandsdiagramm homogene
Bereiche (s;l;g) und heterogene
Bereiche(s/l;l/g;s/g). Diese Bereiche sind durch Binodalen (oder Binoden) voneinander abgetrennt. Es geht um das Phasendiagramm von Kohlendioxid. Wir sollen eine isotherme Kompression und
eine isobare Abkühlung in das Diagramm einzeichnen, jeweils ausgehend vom Standardzustand.
Der Standard Zustand (SAPT) ist definiert als 25°C und 1 bar. Wir können diesen leicht lokalisieren, indem wir den kritischen Punkt einzeichnen (bei
31°C und 73,8 bar) die Tripellinie einzeichnen (- 56,5 °C und 6,8
bar) uund 6,8 bar) und jetzt auf 25°C und 1 bar interpolieren. Der grüne Punkt entspricht dem Standardzustand. Wir bewegen uns jetzt isotherm (auf der roten Linie) "nach oben", d.h. zu kleineren Volumina und zu größeren Drücken. Die Isotherme hat zwei "Knicke", zwei Unstetigkeiten. An den Schnittpunkten der
Isotherme mit der Binodalen ergibt sich ein Knick. Innerhalb der Zweiphasenzone (grün gezeichnet)
verläuft die Isotherme horizontal, das bedeutet, die Kompression ist hier nicht nur isotherm, sie ist auch isobar. Dies ist nach dem Gibbsschen Phasengesetz auch zwingend erforderlich (P=2,C=1;F=1) Eine isobare isotherme Linie im Zweiphasenbereich heißt Konode (Verbindungslinie zwischen zwei Phasen im Gleichgewicht).
Wenn wir vom gleichen Ausgangszustand starten und isobar
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