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Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems

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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
Kohlendioxid
Ausgangszustand
Erstarrung
Reinstoff
Gibbssche Phasenregel
Kompression
Knickfestigkeit
Kompression
Kohlendioxid

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Beschreibung von Isothermen und Isobaren im pVT-Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems
Untertitel Übungsaufgabe 1
Serientitel Einführung in die Thermodynamik
Teil Ü 01
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15687
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik, Chemie
Schlagwörter Physikalische Chemie
Thermodynamik

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