Wat is Zuivere stof, fase, faseovergang? — Natuurkunde

Definitie 25.1 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 25 — Faseovergangen van een zuivere stof

Een zuivere stof is een lichaam van één chemische soort. Een fase is een deel ervan dat homogeen is in zijn fysische eigenschappen: vast, vloeibaar, gasvormig (damp wanneer zij naast haar vloeistof bestaat). Een faseovergang (smelten/stollen, verdampen/ condenseren, sublimeren/rijpen) is de gang van de ene fase naar de andere; bij vaste druk gebeurt hij bij een vaste temperatuur, met uitgewisselde warmte maar zonder temperatuurverandering: de latente warmte.

Het fasediagram van water (niet op schaal). Verwarmen bij atmosferische druk volgt de gestippelde isobaar: ijs smelt waar zij de smeltkromme kruist, water kookt waar zij de verdampingskromme kruist. De smeltkromme van water helt naar links: druk verlaagt haar smeltpunt.

Voorbeelden

Voorbeeld 25.8 (Waar de verdampingswarmte blijft)

Voor water bij $100{}^{\circ}\mathrm{C}$ : $P_s(v_v - v_l) = 1.013 \times 10^5 \times 1.67 = 169\,\mathrm{kJ}/\mathrm{kg}$ , dus $u_v - u_l = 2257 - 169 = 2088\,\mathrm{kJ}/\mathrm{kg}$ : $93\%$ van de latente warmte gaat naar het uit elkaar trekken van de moleculen, $7\%$ naar het wegduwen van de atmosfeer. De verdampingsentropie, $2257/373 = 6.05\,\mathrm{kJ}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K})$ , overtreft die van het smelten, $334/273 = 1.22\,\mathrm{kJ}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K})$ , ruimschoots: smelten maakt de moleculen los, koken maakt ze vrij.

Lees in het hoofdstuk →