상평형도를 보고 최대한 많은 정보를 뽑아내자! (예제 11.5)

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상평형도를 보고 최대한 많은 정보를 뽑아내자! 

예제 11.5 상도표의 해석

▶ Q. 문제

다음그림 에 나와있는 메테인(CH4)의 상도표를 이용하여 다음질문에 답하시오

(a)임계점에서의 온도와 압력의 근사값을 구하시오.

(b)삼중점에서의 온도와 압력의 근사값을 구하시오.

(c)100kPa, 0° C일 때 메테인은 고체, 액체, 기체중 어느 상태인가?

(d)만약 100KPa에서의 고정된 압력에서. 고체 상태인 메테인에 열을 가하게 되면 메테인은 녹게 될까 아니면 승화할까?

(e)만약 100kPa, 0°C의 메테인에 상태가 변화할 때까지 압력을 가 한다면, 어떤 상태의 메테인이 만들어질까?

메테인의 상평형도

▶ A. 풀이

용어만 알면 그래프내에서의 위치는 금방 찾는다.

(a)임계점 

액체와 기체의 상이 구분될 수 있는 최대의 온도-압력 한계 

(b)삼중점 

상평형 그림에서 세 상전이 곡선이 만나는 점 

(고체, 액체, 기체가 공존하는 삼중점에서는 융해 곡선, 증기 압력 곡선, 승화 곡선이 만나는 점)

 

(c)점은 읽고 찍어보면 노란색 영역인 기체에 영역에 찍힌다.

 

(a), (b), (c)의 위치

 

(d) 100KPa에서 고정된 압력,  열만 가한 것 이므로 수평으로 오른쪽으로 이동

메테인고체는 바로 승화하지 않고

액화후 증발한다.

 

(e) 100kPa, 0°C(고정된 온도) 압력만 가한 것이므로 수직으로 아래로 떨어진다.

압력이 상승해서 이동선을 관찰하다보면

초임계 유체상태가 된다는 사실을 확인 할 수있다.

 

초임계 유체 곡선