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Phasendiagramme reiner Stoffe

Zustandsänderungen

Im Phasendiagramm können Zustandsänderungen (Phasenumwandlungen) abgelesen werden. Je nachdem, welcher Parameter verändert wird (Druck, Temperatur) spricht man von isobaren oder von isothermen Zustandsänderungen.

Hinweis
Phasenumwandlungen bei Temperaturänderung und konstantem Druck (isobar) können innerhalb des Phasendiagramms horizontal abgelesen werden.
Phasenumwandlungen bei Druckänderung und konstanter Temperatur (isotherm) können im Diagramm vertikal abgelesen werden.

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Abb.1
Druck-Temperatur-Phasendiagramm eines reinen Stoffes

Ausgehend von A kann die Zustandsänderung in der Animation auf zwei Wegen verfolgt werden.

  • Isobare Zustandsänderung: Erhöht man die Temperatur durch Wärmezufuhr, so dehnt sich der Stoff zunächst nur wenig aus. Bei der Temperatur im Punkt D beginnt der Stoff flüssig zu werden. Bei weiterer Wärmezufuhr schreitet die Verflüssigung voran, ohne dass sich die Temperatur ändert. Erst wenn allein die flüssige Phase vorliegt, steigt bei weiterer Wärmezufuhr die Temperatur wieder an, bis E erreicht ist. Hier beginnt die Verdampfung in entsprechender Weise wie beim Schmelzen.
  • Isotherme Zustandsänderung: Bei einer isothermen Zustandsänderung wird dem Stoff genau so viel Energie zugefügt, dass die Temperatur stets konstant ist. Nach Beginn der Druckminderung expandiert der feste Stoff geringfügig bis B. Dort setzt die Sublimation ein, ohne dass sich der Druck ändert. Erst nachdem die feste Phase völlig verschwunden ist, kann der Druck weiter vermindert werden (C). Dabei vergrößert sich das Volumen der Gasphase entsprechend des idealen Gasgesetzes.

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