Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems
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Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems
Formal Metadata
| Title |
Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems
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| Subtitle |
Übungsaufgabe 1
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| Title of Series | |
| Part Number |
Ü 01
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| Author |
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| Contributors |
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| License |
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
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| Identifiers |
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| Publisher |
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| Release Date |
2013
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| Language |
German
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| Production Year |
2013
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| Production Place |
Jülich
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Content Metadata
| Subject Area | |
| Keywords | Physikalische Chemie Thermodynamik |
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Reinstoff
Gibbs' phase rule
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Freezing
Carbon dioxide
Kompression
Carbon dioxide
Kompression
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Buckling
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Ausgangszustand
Kompression
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Wir wollen eine Aufgabe lösen zum Thema "Zustandsdiagramm eines
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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
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Bereiche (s;l;g) und heterogene
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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
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eine isobare Abkühlung in das Diagramm einzeichnen, jeweils ausgehend vom Standardzustand.
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Der Standard Zustand (SAPT) ist definiert als 25°C und 1 bar. Wir können diesen leicht lokalisieren, indem wir den kritischen Punkt einzeichnen (bei
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31°C und 73,8 bar) die Tripellinie einzeichnen (- 56,5 °C und 6,8
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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
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Isotherme mit der Binodalen ergibt sich ein Knick. Innerhalb der Zweiphasenzone (grün gezeichnet)
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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).
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Wenn wir vom gleichen Ausgangszustand starten und isobar
