by 
Χρησιμοποιώντας το απλό σωματιδιακό μοντέλο, σύμφωνα με το οποίο με θέρμανση/ ψύξη ή (και) συμπίεση/ εκτόνωση μεταβάλλονται οι ενδομοριακές δυνάμεις και προκύπτουν οι αλλαγές φάσης, δυσκολεύομαι να αποκλείσω την υγρή φάση, όταν επιχειρώ να περιγράψω τα φαινόμενα της εξάχνωσης/ συμπύκνωσης.
with a little help from my friends, κάποιο μπάλωμα δεν θα υπάρχει για να λειτουργεί αυτό το απλοϊκό μοντέλο και στην περίπτωση της εξάχνωσης;
Γιώργο μου καλήσπέρα.
Ασφαλώς εκ παραδρομής έγραψες ενδομοριακές. Η αλλαγή φάσεων ξέρεις ότι οφείλονται σε μεταβολές σε δυνάμεις διαμοριακές ( μεταξύ και όχι εντός μορίων ).
Ψιλά γράμματα .
Εδω κατζαμάν PHET και οι προσομοιώσεις του υπαραπλουστέυονται τόσο που τελικά διαστρεβλώνονται τα φαινόμενα.
Το δυναμικό Lennard-Jones για διαμοριακές δυνάμεις σε χαμηλές πιέσεις συνήθως έχουν ένα μόνο τοπικό ελάχιστο. Αν αυτό ισχύει και για πιέσεις λίγο κάτω της ατμοσφαιρικής τότε με άνοδο της θερμοκρασίας το στερεό ( συνήθως λόγω δυνάμεων Van der'Waals ) μεταβαίνει μετά από ορισμένο σημείο κατευθείαν σε αέριο Αυτό συμβαίνει επειδή το τριπλό σημείο στο διάγραμμα φάσεων βρίσκεται σε υψηλότερες πιέσεις. Η ερμηνεία απωστικές ελκτικές δίνουν Δυναμικό L-J με ένα τοπικό ελάχιστο.
Στις συντριπτικά περισσότερες όμως περιπτώσεις υπάρχουν εκτός των πολικών δυνάμεων και σημαντικές δυνάμεις παροδικών διπόλων π.χ. London. Το δυναμικό L-J παρουσιάζει σε πιέσεις κόντα στην ατμοσφαιρική δυο τοπικά ελάχιστα. Με αύξηση της θερμοκρασίας ( αύξηση ενέργειας ταλάντωσης ) αυξένεται το πλάτος απότομα σε κάποιο σημείο αφού υπερβαίνουμε το άνω δεξί χείλος του βαθύτερου τοπικού ελάχιστου (τήξη). Με περεταίρω αύξηση κάποια στιγμή η ενέργεια ταλάντωσης υπερβαίνει και το δεξιά άνω χείλος του δεύτερου πηγαδιού. Τα μόρια τώρα είναι ελεύθερα να κινηθούν σε μηδέν δυναμικό.
Τώρα μένει να δούμε γιατί να δημιουργούνται σε υψηλές πιέσεις δυο τοπικά ελάχιστα (αρνητικά ) και πως το εξηγούμε αυτό σε μαθητές . (γυμνασίου ; )
Βάζεις δύσκολα
Σε μαθητές β Λυκείου θα μιλούσα ίσως για όλα τα προηγούμενα με λίγα σχήματα καί κάτι θα έδινα.
Αλλά να δείξει κάποιος τριπλό σημείο φάσεων σε μαθητές γυμνασίου και δυναμικά L-J είναι … αυτός ο κάποιος σίγουρα είναι εξωγήϊνος. Καλύτερα να μείνει πως σε κάποια καθαρά σώματα σε πιέσεις κοντά της ατμοσφαιρικής δεν υφίσταται η φάση του υγρού. Τέτοια είναι συνήθως ενώσεις με καθαρά δυνάμεις Van derWaals ( Δες πληροφορίες για τριπλό σημείο π.χ.. στην wikipedia )
Θα το κανασκεφτώ και αν βρω κάποιο κατάλληλο σχήμα με άλλη αντιστοίχιση πιο απλή …θα επανέλθω.
Προς το παρόν καληνύχτα
Μήτσο καλημέρα,
οπωσδήποτε
ενδομοριακές, διαμοριακές!Οι περιγραφές που παραθέτεις σχετικά με τους παράγοντες που επηρεάζουν τις αλλαγές φάσης με διευκόλυναν να εστιάσω στις περιοχές χαμηλών πιέσεων στις οποίες μπορούν να υπάρξουν μόνο η στερεά και η αέρια φάση. Η υγρή δεν διευκολύνεται, λόγω μικρής τάσης κορεσμένων ατμών. Σ’ αυτές τις περιοχές είναι δυνατόν να εξελιχθούν τα φαινόμενα της εξάχνωσης και της συμπίεσης.
Οπότε, ένα απλό μοντέλο θα μπορούσε να προτάσσει ότι η υγρή φάση υφίσταται μόνον όταν υπάρχει η κατάλληλη, ανά περίπτωση, εξωτερική πίεση. Σε πιέσεις μικρότερες αυτής δεν μπορεί να οργανωθεί υγρή φάση.
Τι λες; «στέκει»;
Καλημέρα Γιώργο
Πολύ καλύτερη η αναδιατύπωση σου
Ίσως σε ένα ακροατήριο γυμνασίου κάπως πρέπει να βοηθήσουμε τα παιδιά να συγκροτήσουν μια εικόνα και για τον όρο τάση ατμών.
Εισάγω λίγο οινόπνευμα σε μια σύριγγα. Κλείνω το στόμιο. Τραβώ το έμβολο και μειώνω την πίεση. Η υγρή φάση μπορεί να εξαφανιστεί ; Ίσως αν έχω αρχικά έχω βάλει λίγες σταγόνες μόνο. Νομίζω το είχα πετύχει με 20αρα σύριγγα όταν διδάσκαμε τάση ατμών στην Β Λυκείου . Αλλά δεν το είχα συσχετίσει όμως με την περίπτωση της εξάχνωσης….
Ωραίες ιδέες Γιώργο. Μπράβο.
Καλημέρα Γιώργο, καλημέρα Μήτσο.
Τα μιλήσατε… τα συμφωνήσατε
Και τι θα γίνει, με όλους εμάς τους υπολοίπους, που δεν διδάξαμε ποτέ το τριπλούν σημείο και απλά κάτι υπάρχει σαν ίζημα στο βάθος της μνήμης, από τα πανεπιστημιακά χρόνια;
Νομίζω ότι είναι μια ευκαιρία, να μας διαφωτίσετε λίγο περισσότερο. Έτσι βρήκα την εικόνα:
Αναφέρετε στο γνωστό μας ….ύδωρ!
Τι ακριβώς μας λέει;
Στο σημείο Α, τι ακριβώς συμβαίνει. Τι διαφοροποιήσεις έχουμε αν κινηθούμε από το Α στο τριπλούν σημείο;
Στη θερμοκρασία της κατάστασης Α, μπορώ να έχω σε ισορροπία πάγο με υδρατμούς σε πίεση 0,005Atm , ενώ αν η πίεση είναι 1 Atm έχω μόνο πάγο (σημείο Β); Οι ατμοί απορροφώνται από τον πάγο και το υπόλοιπο δοχείο μένει κενό;
Και αν η πίεση γίνει 950 Atm (κατάσταση Γ), τι θα γίνει, μέρος του πάγου θα υγροποιηθεί; Γιατί;
Και η περιοχή που σημειώνεται ως πάγος ΙΙΙ, τι περιοχή είναι.
Και….
Πολλές απορίες προέκυψαν; Τι λέτε;
Καλημέρα Διονύση
Τώρα μάλλον μπαίνεις σε λεπτομέρειες
Δεν ξέρω αν καταλαβαίνω σωστά όλες τις ερωτήσεις σου … πόσο μάλλον να σου απαντήσω.
Από αυτά που θυμάμαι ( ίσως αργότερα ψάξω) θα κάνω μια πρώτη προσπάθεια
( πως την έλεγαν να δεις την αεξίσωση ; Clayperton ?…)
α) στο τριπλό σημείο Α συνηπάρχουν σε ισορροπία τρεις φάσεις . Σε πιέσεις μοικρότερες δεν υπάρχει υγρή φάση επειδή η τάση ατμών του υγρού γίνεται οριακά ίση με την τάση ατμών του στερεού ( εξάχνωση ) στο σημείο Α
β) Και σε πιέσεις μεγαλύτερες από αυτέςτου τριπλού σημείου μπορούμε να δούμε ισορροπία ανα δυο των φάσεων ανάλογα με την θερμοκρασία ( η θερμοκρασία βρασμού μεγαλύτερη της τήξης …)
γ) Για ένα υγρό : Πλησιάζοντας προς το κρίσιμο σημείο Γ το υγρό όμως αρχίζει να χάνει τις ιδιότητές του π.χ. αρχίζει να γίενεται συμπιεστό.
δ) Για ένα στερεό κοντά στο κρίσιμο σημείο Γ υπάρχει συνήθως ( όχι πάντα ) και περιοχή με μεταβολή του συστήματος κρυστάλωσης …πάγος 1 , ΙΙ , ΙΙΙ . …
Διονύση για το Β …
Νομίζω
Στο Β υπάρχει μόνο πάγος. η τάση ατμών του είναι αρκετά μικρή σε αυτή την θερμοκρασία οπότε ακόμα και σε κλειστό δοχείο μπορεί να αγνιηθεί ως αμελητέα η τάση ατμών .
Σε λίγο μεγαλύτερη όμως θερμοκρασία από αυτή του Β ( κοντά στους 0 C ) και σε πίεση 1 atm , θα παρατηρηθεί σημαντική ποσότητα υγρού ( ισορροπία στερεού-υγρού αλλά και πάλι η τάση ατμών είναι μικρή και η ποσότητα των αερίων είναι αμελητέα.
Μιλάμε για καταστάσεις ισορροπίας . Αν ο ήλιος αρχίσει να φωτίζει παγωμένη λίμνη … Θα δούμε και υδρατμούς αλλά… υπάρχει μεγάλη βαθμίδα θερμοκρασιών στην επιφάνεια της λίμνης όπου και αρχίζει η τήξη … Δεν έχουμε ισορροπία αλλά συμβαίνουν φαινόμενα και μεταφοράς….
Τελικά Clausius–Clapeyron την έλεγαν την εξίσωση ( νόμο )
Δείτε και εδώ
νομίζω η εξίσωση λεγόταν Clausius-Clapeyron, πώς στο καλό τη θυμηθήκατε, ορισμένοι έχουμε περισσότερους λόγους ηλικιακά να μην τη θυμόμαστε, περιγράφει τις δυνατότητες ύπαρξης φάσης υγρού για διάφορους συνδυασμούς πίεσης και θερμοκρασίας, η κλίμακα πίεσης είναι λογαριθμική
Γεια σου Βαγγέλη …
Γράφαμε μαζί μάλλον.
Μακάρι να ήταν μόνο αυτά που ξεχνάμε …
Εδώ ξέχασες να μας πεις για την χθεσινή επέτειο .
Σε πειράζω γιατί σ' αγαπάω .
Να σαι καλά.
Πανεπιστημιακές θύμησες Μήτσο…
(προφανώς δεν την ξέχασα την ημερομηνία, αλλά οι παλιοί και γνήσιοι είμαστε είδος εν ανεπαρκεία…
και μιας και το 'φερε η κουβέντα και με "γαργαλάς" με την καλή έννοια, έχω την ευκαιρία για την ιστορία:
το 1978, σε πολύ δύσκολους καιρούς, φτιάχτηκε η πρώτη ΠΑΣΚ καθηγητών στην Αττική
αλήθεια ποιος ήταν ο πρώτος, αριθμός 1, νούμερο ένα, number one τότε και για τρία χρόνια
μοναδικός εκπρόσωπος Δυτικής Αττικής, μέχρι Βίλια λέμε;
και που αναγκάστηκε αηδιασμένος να αυτοδιαγραφτεί το 1987
και να διάγει έκτοτε μοναχική, σιωπηλή, αριστερή, πορεία διαμαρτυρίας;
είμαι σίγουρος ότι τον ξέρεις και τον αγαπάς, όπως κι αυτός, φίλε…)
Καλησπέρα.
Άρτι αφιχθείς στην εξοχή με πολύ αργό ίντερνετ , δεν ανοίγει το βίντεο του Γιώργου.
Δεν έχω και κανένα βιβλίο να δω.
Αλλά τριπλό σημείο, εξίσωση Clausius απενεργοποιημένα στην πιο βαθιά μου μνήμη…
Άντε τώρα να πείσεις ότι το υγρό νερό μπορεί να βράσει και στους 20 βαθμούς.
Πριν από κάποιες δεκαετίες νομίζω τα είχα ξεκαθαρίσει. Κάτι θυμάμαι από Αλεξόπουλο με μια παγοκολόνα ένα σύρμα γύρω της με ένα βαρίδι. Το σύρμα λόγω αυξημένης πίεσης έλιωνε το πάγο περνούσε και ο πάγος στην θέση του.
Και μια πιο συγκεκριμένη ερώτηση απο αυτές του Διονύση.
Έχουμε νερό υγρό σε θερμοκρασία 0,05C και πίεση μια ατμόσφαιρα. Για να μετατραπεί το υγρό σε πάγο στην ίδια θερμοκρασία πρέπει να αυξήσουμε ή να ελαττώσουμε την πίεση?
Αν αντί νερό είχαμε υγρό μόλυβδο?
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Εν αναμονή και άλλων απαντήσεων, να πω, μιας και αναφέρθηκε ότι η εξίσωση Clausius-Clapeyron μας επιτρέπει να εκτιμήσουμε την τάση ατμών σε άλλη θερμοκρασία, αν η τάση ατμών είναι γνωστή σε κάποια θερμοκρασία και εάν είναι γνωστή η ενθαλπία εξάτμισης. Αυτή έχει τη μορφή:
Γιώργο, δεν έχω άποψη για το μόλυβδο, αλλά έχω την εντύπωση ότι, με βάση τη καμπύλη που έχω δώσει παραπάνω, δεν πρόκειται αλλάζοντας την πίεση να κάνεις το υγρό, παγάκι.
Διονύση την εξίσωση Clausius – Clapeyron την θυμάμαι ως εξής
dp/dt = L/( Vυγρ – Vστερ)
Κατά την μετατροπή νερού σε στερεό έχουμε αύξηση του όγκου.
Ενώ κατά την μετατροπή υγρού μολυβδου σε στερεό έχουμε ελάττωση όγκου οπότε η κλίση στην γραφική παράσταση αλλάζει.
Καλησπέρα Γιώργο
Την εξίσωση, με τη μορφή που αναφέρεις, δίνει και το άρθρο εδώ.
Μήτσο καλησπέρα,
μια ακόμα διόρθωση, στην διατύπωση του αρχικού ερωτήματος.
Τα τελευταία 20 χρόνια με τον όρο συμπύκνωση, τα Α.Π. αναφέρονται στη μετάβαση από την αέρια στην υγρή φάση. Η μετάβαση από την αέρια στην στερεή χαρακτηρίζεται ως απόθεση