12. Faasidiagrammi

Question 1

Mikä on faasidiagrammi? Mitä siitä näkee?

Answer 1

Faasi kuvaa aineen olomuotoa ja rakennetta, se on tila, jossa aine on kauttaaltaan samassa olomuodossa ja rakenneosaset ovat järjestäytyneet samalla tavalla.
Faasidiagrammi kuvaa, miten aineen eri faasit esiintyvät eri paineissa ja lämpötiloissa. Faasidiagrammin käyrät kertovat, missä olosuhteissa olomuodonmuutokset tapahtuvat:
- Sulamiskäyrä
- Sublimoitumiskäyrä
- Höyrystymiskäyrä
Kolmoispisteessä aineen kaikki kolme olomuotoa ovat tasapainossa.
Kriittisen pisteen jälkeen aine on niin kuuma, että se voi esiintyä ainoastaan kaasuna. Vaikka paine kasvaisi aine ei tiivisty nesteeksi, koska aineen sisäenergia on niin suuri.

Question 2

Millä tavoilla neste voi höyrystyä?

Answer 2

Neste voi höyrystyä haihtumalla tai kiehumalla.
Haihtumisessa höyrystymistä tapahtuu nesteen pinnalta. Haihtumista tapahtuu kaikissa lämpötiloissa. Haihtumisessa nesteen pinnalla olevia rakenneosasia siirtyy lämpöliikkeen vuoksi nesteestä kaasuksi. Olomuodon muutokseen tarvittava energia otetaan nesteen sisäenergiasta, jolloin nesteessä olevien rakenneosasten liike-energia pienenee ja neste jäähtyy.
Kiehuminen tapahtuu kiehumispisteen lämpötilassa. Silloin ainetta höyrystyy kaikkialla nesteessä, jolloin nesteeseen syntyy kuplia. Kiehumispisteeseen vaikuttaa ilmanpaine. Jos nesteen sisäinen höyrynpaine on pienempi kuin ulkoinen paine, höyryä muodostuu vain nesteen pinnalle. Kun neste on keihumispisteessä, nesteen sisäinen höyrynpaine on yhtä suuri kuin ulkoinen paine, jolloin höyryä muodostuu kaikkialla nesteessä ja neste kiehuu.

Question 3

Mitä tarkoittaa kylläinen höyry?

Answer 3

Suljettuun astiaan syntyy kylläistä höyryä, kun astiassa vallitsee tasapainotila, jolloin tiivistymistä tapahtuu yhtä paljon kuin haihtumista. Kylläisen höyryn painetta sanotaan kylläisen höyryn paineeksi, tämä riippuu lämpötilasta.

Question 4

Kerro vesihöyrystä ilmassa.

Answer 4

Kylläisen vesihöyryn tiheys kertoo, kuinka paljon vesihöyryä ilmassa voi olla enintään. Kylläisen vesihöyryn tiheys riippuu lämpötilasta.
Lämpötila vaikuttaa vesihöyryn enimmäismäärään ilmassa. Ilman suhteellinen kosteus kertoo, kuinka monta prosenttia ilmassa on vesihöyryä vesihöyryn enimmäismäärään verrattuna.
RH= pilma/pmax *100%
p(tiheys) RH(ilman suhteellinen kosteus)
Kastepiste on lämpötila, jossa ilman suhteellinen kosteus on 100%, tällöin vettä haihtuu ja tiivistyy koko ajan yhtä paljon. Jos lämpötila laskee kastepisteen alle, tiivistymistä tapahtuu enemmän kuin haihtumista, jolloin vesihöyry tiivistyy sumuksi tai kasteeksi pinnoille. Jos kastepiste on alempi kuin veden sulamispiste syntyy jääkitietä.