Fāzu stāvokļa diagramma ir diagramma, kurā attēloti līdzsvara stāvokļi starp atšķirīgām termodinamiskajām fāzēm.
Vienkāršākās fāzu stāvokļa diagrammas ir tīrām vielām. Tajās parasti attēlo vielas agregātstāvokli atkarībā no temperatūras (parasti uz X ass) un spiediena (parasti uz Y ass). Šajās diagrammās var parādīt visas vielai iespējamās fāzes. Diagrammā parasti tiek aprakstīts nemainīgs daudzums vielas, tur netiek parādītās tilpuma izmaiņas, jo tilpums tāpat ir atkarīgs no spiediena un temperatūras. Dažreiz lieto stāvokļa diagrammas, kur ir norādīts arī tilpums. Tādas diagrammas ir trīsdimensionālas.
Svarīgi!
Trīskāršajā punktā gāzveida, šķidrā un cietā fāze ir līdzsvarā. Šī punkta spiediens un temperatūra ir vielai raksturīgas konstantas.
Kritiskajā punktā izzūd atšķirības starp šķidro un gāzveida fāzi. Tas nozīmē, ka dažos procesos ir iespējams pāriet no šķidrās fāzes uz gāzveida fāzi, apejot vārīšanās procesu. Pāreja uz cieto fāzi šādā veidā nav iespējama.
- Sarkanā līkne raksturo sublimācijas temperatūru atkarību no spiediena.
- Zilā līkne raksturo viršanas temperatūru atkarību no spiediena.
- Zaļā līkne raksturo kušanas temperatūru atkarību no spiediena.
- Zaļā, pārtrauktā līkne raksturo pārdzesēta šķīduma kristalizācijas temperatūru atkarību no spiediena.
Lielākajai daļai vielu, paaugstinot spiedienu, kušanas temperatūra paaugstinās. Tas tā ir vielām, kam cietā fāze ir blīvāka par šķidro fāzi. Dažām vielām šķidrā fāze ir blīvāka par cieto fāzi, tāpēc, palielinot spiedienu, kušanas temperatūra pazeminās. Kušanas temperatūras atkarība no spiediena parasti ir niecīga, salīdzinot ar viršanas un sublimācijas temperatūru atkarību no spiediena.
Daudzām vielām ir iespējamas vairākas cietās fāzes un ir iespējami vairāki trīskāršie punkti — starp divām kristāliskajām fāzēm un šķidrumu, divām kristāliskajām fāzēm un gāzi, vai trim kristāliskajām fāzēm.
Piemērs:
Ūdenim, sasalstot spiedienos līdz aptuveni \(200\ \mathrm{MPa}\), veidojas ledus-1. Tas ir mazāk blīvs par ūdeni sasalšanas temperatūrā. Spiedienos, kas ir lielāki par aptuveni \(200\ \mathrm{MPa}\), veidojas citas ledus modifikācijas, kas ir blīvākas par ūdeni sasalšanas temperatūrā, un tajos apstākļos, palielinot spiedienu, kušanas temperatūras palielinās.