Fazo de materio

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

Laŭ Kemio kaj Fiziko fazo de materio estas stato, en kiu materio havas similajn kemian strukturon kaj fizikajn ecojn. Ekzemploj de tiaj proprecoj inkluzivas densecon, indicon de refrakto kaj kemian kunmeton. Simpla priskribo estas ke fazo estas regiono de materialo kiu estas ĥemie uniforma, fizike distingebla kaj (ofte) meĥanike apartigebla. En sistemo konsistanta de glacio kaj akvo en glasa kruĉo, la glaciaj kuboj estas unu fazo, la akvo estas dua fazo kaj la humida aero super la akvo estas tria fazo. La glaso de la kruĉo estas alia aparta fazo.

La termino fazo estas foje uzita kiel sinonimo por stato de materio. Ankaŭ, la termino fazo estas foje uzata por aro de statoj de ekvilibro markitaj laŭ variaĵoj de statoj kiel premo kaj temperaturo per faza limo sur fazodiagramo. Ĉar fazaj limoj rilatas al ŝanĝoj en la organizo de materio, kiel ŝanĝo de likvaĵo al solido aŭ pli subtila ŝanĝo de unu kristala strukturo al alia, ĉi tiu lasta uzado estas simila al la uzo de "fazo" kiel sinonimo por stato de materio. Tamen, la uzi de la nomoj stato de materio kaj fazoskemo ne estas aŭtomate kongrua kun la formala difino donita supre kaj la intencita signifo devas esti determinita parte per la kunteksto en kiu la termino estas uzata.

Malgranda peco de rapide degelanta argona glacio samtempe montras la transirojn de solido al likvo kaj al gaso.

Tipoj de fazoj[redakti | redakti fonton]

Klaraj fazoj povas esti priskribitaj kiel malsamaj statoj de materio kiel gaso, likvaĵo, solido, plasmokondensaĵo de Bose–Einstein. Fazoj ankaŭ povas esti diferencigitaj baziĝante sur solvebleco. Ekzemple miksaĵo de akvo (polara likvaĵo) kaj petrolo ( ne-polara likvaĵo) spontanee apartiĝos en du fazojn. Akvo havas tre malaltan solveblecon (estas nesolvebla) en petrolo kaj petrolo havas malaltan solveblecon en akvo.

Miksaĵo povas apartiĝi en pli ol du likvajn fazojn kaj la koncepto de faza apartiĝo etendiĝas al solidoj, t.e. solidoj povas formi solidajn solvaĵojn aŭ kristaliĝi en apartaj kristalaj fazoj. Paro de metaloj kiuj estas reciproke solveblaj povas formi alojojn, dum metala paro kiu estas reciproke nesolvebla ne povas tion fari.

Tiel multaj kiel ok nemikseblaj likvaj fazoj estas konsiderataj.

Emulsioj kaj koloidoj estas ekzemploj de kombinaĵoj de nemikseblaj fazparoj kiuj ne fizike apartiĝas.

Faza ekvilibro[redakti | redakti fonton]

Lasitaj sen ekstera interveno, multaj kunmetaĵoj formos unuforman ununuran fazon, sed depende de la temperaturo kaj premo eĉ ununura substanco povas apartiĝi en du aŭ pli klaraj fazoj. Ene de ĉiu fazo, la ecoj estas unuformaj, sed inter ambaŭ la ecoj malsamas.

Akvo en ferma ujo kun aera spaco super ĝi formas dufazan sistemon. Plejparto de la akvo estas en la likva fazo, kie ĝi estas konservata de la reciproka allogo de akvaj molekuloj. Eĉ ĉe ekvilibro, molekuloj estas konstante en moviĝo kaj, de temp' al tempo, molekulo en la likva fazo akiras sufiĉe da kinetika energio por eskapi for de la likva fazo kaj eniri la gasan fazon. Same, foje la vapora molekulo kolizias kun la likva surfaco kaj densiĝas en la likvaĵo. Ĉe ekvilibro, procezoj de forvaporiĝo kaj kondensiĝo ĝuste ekvilibriĝas kaj ne estas neta ŝanĝo en la volumo de ajna fazo.

Ĉe normala temperaturo kaj premo, la akvo atingas ekvilibron kiam la aero super la akvo havas humidecon de ĉ. 3%. Ĉi tiu procento supreniĝas kiam la temperaturo iras supren. Ĉe 100 °C kaj atmosfera premo, ekvilibro ne estas atingita ĝis kiam en la aero estas 100% akvo. Se la likvaĵo estas varmigita iom super 100 °C, la transiro de likvo al gaso okazos ne nur ĉe la surfaco, sed ene de la likva volumo: la akvo bolas.

Nombro da fazoj[redakti | redakti fonton]

tipa fazodiagramo por unu-era materialo, elmontranta solidan, likvan kaj gasan fazojn. La solida verda linio montras la kutiman formon de la likva-solida faza linio. La punkta verda linio montras la anomalian konduton de akvo.


Fazaj transiroj[redakti | redakti fonton]

Kiam substanco trapasas fazajn transirojn (ŝanĝojn de unu stato de materio al alia) ĝi kutime aŭ enprenas aŭ elprenas energion. Ekzemple, kiam akvo forvaporiĝas, la kinetika energio elspezita dum la forvaporiĝantaj molekuloj evitas la altirajn fortojn de la likvaĵo estas reflektita kiel malkresko en temperaturo. La kvanto da energio necesa por instigi la transiron estas pli ol la kvanto necesa por varmigi la akvon de ĉambra temperaturo al iom malpli ol tiu necesa boli temperaturon, kiu estas la kialo ke forvaporiĝo estas utila por malvarmigo.

La inversa procezo, kondensado, elsendas varmon. La varma energio aŭ entalpio, asociita kun transiro de solido al likvaĵo estas la entalpio de fuzio kaj tiu asociita kun transiro de solido al gaso estas la entalpio de sublimado.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]