位相図とは何ですか？

位相図は、特定のフェーズに物質が存在し、別のフェーズに変化する条件を視覚化するために、科学、特に化学で一般的に使用されるチャートです。 相図で扱われる相は、通常、固体、液体、および気体の相です。 図は、垂直軸に圧力、水平軸に温度のグラフとして設定されます。 図の曲線は、異なる位相が平衡状態にあるポイントを表し、オープンスペースは異なる位相を表します。 与えられた圧力での沸点や物質の凍結点などの多くの貴重な情報は、そのような図から収集することができます。

典型的な位相図は非常に低い温度と圧力から始まり、1つの曲線のみで始まります。 曲線の上には固相があり、その下は気相です。 曲線自体は、固体とガスの間の平衡を表します。非常に低い圧力条件で、液体めったに存在しません。 この平衡は、昇華点とも呼ばれます。 最終的に、特定の温度と圧力で、曲線は2つの異なる曲線に分岐し、2つの間の空間は液相を表します。

曲線が2つの曲線に分岐するポイントは、トリプルポイントと呼ばれます。 それは、固体、液体、および気相がすべて平衡状態にある温度と圧力の特定の条件を表すため、重要です。 これは、チャートで表される物質がフェーズ間で常にシフトしていることを意味します。すべての3つはいつでも存在します。

あるある温度と圧力では、より低い曲線は臨界点と呼ばれるポイントで終了します。 これは通常、比較的高い圧力と温度で発生します。 CRIよりも高い圧力および温度条件でティカルポイント、液相と気相の間に識別可能な区別はありません。

位相図は便利であり、化学者にとって非常に重要です。 たとえば、液体とガスを分割する相図の曲線は、2つが平衡状態にある条件を表します。 言い換えれば、曲線は物質の沸点を表します。