Pure substance/th

นี่คือหน้าหัวข้ออ่านเพิ่มเติม...Appropedia มุ่งเน้นไปที่งานวิจัยดั้งเดิมแต่หน้านี้ให้บริบทที่เป็นประโยชน์และช่วยในการนำทางเว็บไซต์ คุณสามารถช่วย Appropedia ได้โดยการปรับปรุงหน้านี้

สารบริสุทธิ์คือสารที่เป็นเนื้อเดียวกัน (กล่าวคือ มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกันทั่วทั้งสาร) และสามารถดำรงอยู่ได้ในสามสถานะ (ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง) คุณสมบัติของสารบริสุทธิ์สามารถช่วยในการทำความเข้าใจหลักการทางเทอร์โมไดนามิกส์ได้

สมบัติทั่วไปของสารบริสุทธิ์ประกอบด้วย อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร มวล ความหนาแน่น ปริมาตรจำเพาะ พลังงาน เอนทัลปี และเอนโทรปี สมบัติเหล่านี้สามารถจำแนกได้เป็นสมบัติเข้มข้นและสมบัติเข้มข้น สมบัติเข้มข้นคือสมบัติที่ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิ ส่วนสมบัติเข้มข้นคือสมบัติที่ไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ ตัวอย่างเช่น มวลและปริมาตร

คำศัพท์ที่สำคัญเมื่อต้องจัดการกับสารบริสุทธิ์ ได้แก่:

• การกลายเป็นไอ คือ จุดที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะเป็นไอ
• การควบแน่น คือ จุดที่ไอเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว (และเป็นจุดเดียวกับการกลายเป็นไอ)
• การหลอมเหลว คือ จุดที่ของแข็งเปลี่ยนเป็นของเหลว
• การแช่แข็ง ซึ่งเป็นจุดที่ของเหลวเปลี่ยนเป็นของแข็ง
• การระเหิด คือ จุดที่ของแข็งเปลี่ยนเป็นไอโดยตรง
• การระเหิดของไอน้ำ ซึ่งคือจุดที่ไอน้ำเปลี่ยนเป็นของแข็งโดยตรง (ผิดปกติแต่ดูเหมือนจะเกิดขึ้น)
• จุดวิกฤต คือ จุดที่เส้นโค้งของไออิ่มตัวและของเหลวอิ่มตัวมาบรรจบกันและกลายเป็นอันเดียวกัน
• จุดสามจุด คือ จุดที่เฟสของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ทั้งหมดอยู่ในเวลาเดียวกันที่จุดสมดุล

ข้อมูลจำเพาะของแผนภาพ PV

แผนภาพปริมาตรความดัน (หรือแผนภาพ PV) คือภาพที่แสดงความดันและปริมาตรของสารบริสุทธิ์บางชนิด (สารที่เป็นเนื้อเดียวกัน) การทำความเข้าใจแผนภาพ PV มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของสารบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญของเทอร์โมไดนามิกส์

เริ่มต้นจากจุดสูงสุดของกราฟ จุดสำคัญคือตำแหน่งที่ไม่มีความแตกต่างระหว่างสถานะก๊าซและของเหลวของสาร ณ จุดนี้ ของเหลวอิ่มตัวและไออิ่มตัวจะกลายเป็นของเหลวเดียวกัน ส่งผลให้ปริมาตรโมลาร์ของของเหลวอิ่มตัวและไออิ่มตัวเท่ากัน

ด้านซ้ายของเส้นโค้งระฆังแสดงเส้นของเหลวอิ่มตัว ในขณะที่ด้านขวาของเส้นโค้งระฆังแสดงเส้นไออิ่มตัว ของเหลวหรือไออิ่มตัวจะอยู่บนเส้นที่เหมาะสม และเป็นจุดเดียวกับที่ของเหลวจะอิ่มตัวหรือกลายเป็นไอที่ความดันเดิม ภายในเส้นโค้งระฆังคือสิ่งที่เรียกว่าซองสองเฟส ซึ่งสถานะของของเหลวและสถานะก๊าซของสารมีอยู่ในเวลาเดียวกัน ในสถานะนี้ สารจะเรียกว่ามีคุณภาพบางอย่าง (x) โดยที่คุณภาพเป็นเปอร์เซ็นต์ของสารคืออัตราส่วนของปริมาณไออิ่มตัวต่อมวลรวมของสาร ในทางคณิตศาสตร์ คุณภาพสามารถนิยามได้ดังนี้

คุณภาพไม่สามารถเกิน 100% ได้ ในสภาวะสองเฟส สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าอุณหภูมิและความดันขึ้นอยู่กับสภาวะของสาร เมื่อพิจารณาสถานะของสาร ความดันและอุณหภูมิไม่สามารถระบุพร้อมกันได้

สมการ

สำหรับสารบริสุทธิ์ มีสมการสำคัญบางสมการที่สามารถเข้าใจได้จากกราฟ Pv หรือการเปลี่ยนแปลงในกราฟ Tv (อุณหภูมิ-ปริมาตร), PT (ความดัน-อุณหภูมิ) และอื่นๆ

ในการหาปริมาตรรวมของส่วนผสม ขั้นแรกให้พิจารณาว่านี่คือผลรวมของปริมาตรที่ของเหลวครอบครองและผลรวมของปริมาตรที่แก๊สครอบครอง ซึ่งสามารถนิยามได้ดังนี้:

mv = m _f v _f +m _g v _g

ปริมาตรจำเพาะสามารถกำหนดได้ดังนี้:

v = v _f +x*(v _g -v _f )

สุดท้ายนี้ ให้ตระหนักว่าเปอร์เซ็นต์ของของเหลวตามมวลสามารถเข้าใจได้ว่าเป็น 100(1-x) ในขณะที่เปอร์เซ็นต์ของไอสามารถเข้าใจได้ว่าเป็น 100x

แผนภาพโทรทัศน์

แผนภาพ Tv แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและปริมาตรของสารบริสุทธิ์ เส้นโค้งบนแผนภาพนี้คือเส้นไอโซบาร์ หรือเส้นความดันคงที่ ภายใต้ซองสองเฟส แม้ว่าสารจะมีคุณสมบัติบางอย่าง แต่ปริมาตรโมลาร์ของไอหรือของเหลวอิ่มตัวที่ความดันหนึ่งๆ สามารถอ่านได้จากกราฟโดยตรง กล่าวคือ สมบัติของของเหลวอิ่มตัวและไออิ่มตัวไม่ขึ้นอยู่กับคุณภาพ

ในแผนภาพนี้ ทางด้านซ้ายของซองสองเฟส สารจะเป็นของเหลวที่เย็นลงเล็กน้อย (เนื่องจากอุณหภูมิจะต่ำกว่าอุณหภูมิอิ่มตัว) ทางด้านขวาของซองสองเฟส สารจะเป็นไอร้อนยวดยิ่ง (เนื่องจากอุณหภูมิจะสูงกว่าอุณหภูมิอิ่มตัว)

แผนภาพ PT

แผนภาพ PT แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันและอุณหภูมิของสารบริสุทธิ์ แผนภาพนี้แสดงคุณสมบัติของสารที่ขยายตัวเมื่อแข็งตัว (เช่น น้ำ)

ดังที่สังเกตได้จากแผนภาพนี้ ของเหลวมีความดันสูงกว่าไอ (ความดันไอ) ดังนั้น ของเหลวจึงอาจเรียกว่าของเหลวอัด ลูกศรบนแผนภาพแสดงให้เห็นสิ่งที่ต้องทำเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนสถานะ ตัวอย่างเช่น สมมติว่ามีน้ำอยู่ตรงกลางของช่วงของแข็ง หากคุณรักษาความดันให้คงที่และเพิ่มอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว ของแข็งจะละลายเป็นของเหลว ในทำนองเดียวกัน หากความดันลดลงในขณะที่อุณหภูมิคงที่ ของเหลวจะระเหยกลายเป็นก๊าซในบริเวณของเหลวส่วนใหญ่

อ้างอิง

ข้อมูลทั้งหมดในหน้านี้มาจาก www.learnthermo.com และจาก "Thermodynamics for Engineers, ฉบับที่ 2"

ข้อมูลหน้า

คำสำคัญ	นิยามของสารบริสุทธิ์เคมีตัวอย่างสารบริสุทธิ์คุณสมบัติของสารบริสุทธิ์
เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน
ผู้เขียน	ดิออน คูเซร่า
ใบอนุญาต	ลิขสิทธิ์ CC-BY-SA-3.0
ที่ตั้ง	{{{พิกัด}}}
พอร์ตจาก	https://learnthermo.com/ ( ต้นฉบับ )
ภาษา	ภาษาอังกฤษ (en)
การแปล	ตุรกี , จีน , อาหรับ , อินโดนีเซีย , ดัตช์ , ไทย
ที่เกี่ยวข้อง	6 หน้าย่อย 7 หน้า ลิงก์ที่นี่
การเปลี่ยนเส้นทาง	แผนภาพปริมาตรความดันสารบริสุทธิ์
มุมมอง	1,103 เพจวิว ( การวิเคราะห์ )
สร้าง	30 พฤศจิกายน2556โดยDion Kucera
แก้ไขล่าสุด	22 พฤศจิกายน2567โดยเอมิลิโอ เวลิส
อ้างเป็น	Dion Kucera (2013–2024). "สารบริสุทธิ์" . Appropedia . สืบค้นเมื่อ 20 สิงหาคม 2025 .
การสอบถาม API	พื้นฐาน , ความหมาย , html , ไฟล์ , เพิ่มเติม