§ 63. Фазовые диаграммы

Как указывалось выше, равновесие жидкой и газообразной фаз, т. е. равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром, имеет место при определенных давлениях и температуре (ниже критической). Изменение одной из этих величин, например температуры, вызывает изменение и того давления, при котором возможно фазовое равновесие, т. е. изменение упругости насыщенного пара, причем, как это видно из рис. 79, при повышении температуры упругость насыщенного пара возрастет.

Рис. 82.

На рис. 82 представлена зависимость упругости насыщенного пара от температуры для воды. Для всех других веществ эта зависимость имеет такой же характер.

Любая точка слева от приведенной кривой соответствует жидкому состоянию, а точки, расположенные справа от нее, соответствуют газообразной фазе. Это значит, что пар, состояние которого характеризуется какой-либо точкой справа от кривой, сконденсируется, если, сохраняя неизменным давление, понизить его температуру. Точно так же жидкость, состояние которой задано координатами любой точки, расположенной слева от кривой, перейдет в пар, если повысить ее температуру. И только точки, лежащие на самой кривой, соответствуют фазовому равновесию, т. е. одновременному существованию жидкости и пара над ней.

Кривая рис. 82, точки которой соответствуют равновесию фаз, называется фазовой диаграммой, или кривой равновесия фаз (в данном случае жидкости и пара). Она разделяет области, точки которых соответствуют однофазным состояниям вещества, и является одной из важных характеристик вещества. Такие диаграммы иногда называют также диаграммами состояния. Характерной особенностью кривой рис. 82 является то, что она имеет конец, так как она не может быть продолжена выше критической температуры. Ведь выше этой температуры нет двух фаз, поэтому не может быть и их равновесия. Как мы увидим ниже, кривая равновесия жидкость — пар имеет и начало. В гл. VII будет приведено аналитическое выражение для этой кривой равновесия.