آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
نمودار فاز آب؛ دما و فشار چه تغییری می‌دن؟
آب فقط با دما عوض نمی‌شه؛ فشار هم می‌تونه حالتش رو جابه‌جا کنه. نقطهٔ آب رو روی نمودار حرکت بده و برچسب حالت رو با مرزهای رسم‌شده مقایسه کن.
آزمایش رو شروع کناز نزدیک یک اتمسفر و ۲۰ درجهٔ سلسیوس شروع کن. حالت آب رو بخون؛ بعد یک بار دما رو تا ۱۰۰ درجه ببر و بار دیگه فشار رو کم کن.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
در فشار نزدیک جو، آب رو گرم کن
فشار رو روی حدود ۱٫۰۰۱ اتمسفر نگه دار. دما رو از ۲۰ به ۱۰۰ درجهٔ سلسیوس تغییر بده و حالت و فاصله تا منحنی بخار رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ نزدیک ۱۰۰ درجه و فشار معمول جو، مدل آب رو مایع می‌دونه یا بخار؟
توضیح نتیجه رو ببین
در ۲۰ درجه، مدل حالت مایع می‌ده؛ در ۱۰۰ درجه حالت بخار. در فشار نزدیک یک اتمسفر، دمای ۱۰۰ درجه نزدیک مرز جوشه؛ این خط از یک رابطهٔ تقریبی برای فشار بخار ساخته شده.
در دمای اتاق فشار رو کم کن
دما رو روی ۲۰ درجه نگه دار. فشار رو یک بار حدود ۱٫۰۰۱ و بار دیگه حداقل کنترل، یعنی ۰٫۰۰۱ اتمسفر، بذار و حالت آب رو بخون.
حدست چیه؟ با کم شدن فشار در همین دما، آب در مدل از مایع به بخار می‌ره یا برعکس؟
توضیح نتیجه رو ببین
در فشار حدود ۱٫۰۰۱ اتمسفر، حالت مایعه؛ در ۰٫۰۰۱ اتمسفر، فشار زیر فشار بخار این دماست و مدل حالت بخار می‌ده. پایین آوردن فشار می‌تونه مرز جوش رو به دمای پایین‌تر برسونه.
یخ در فشار خیلی کم چه می‌شه؟
دما رو روی منفی ۱۰ درجه نگه دار. حالت رو در فشار ۰٫۰۰۱ اتمسفر با حالت نزدیک یک اتمسفر مقایسه کن.
حدست چیه؟ در دمای زیر صفر، فشار خیلی کم می‌تونه آب رو بخار نشون بده یا همیشه یخ می‌مونه؟
توضیح نتیجه رو ببین
در ۰٫۰۰۱ اتمسفر، مدل بخار می‌ده؛ نزدیک یک اتمسفر، جامد. در فشار پایین، یخ می‌تونه مستقیم به بخار بره؛ گذر مستقیم جامد به گاز رو تصعید می‌گیم. مرزها در این نمودار تقریبی‌ان.
پشت این حرکت چه خبره؟
هر نقطه یعنی یک دما و یک فشار
phase = f(T,P)
نمودار فاز نشون می‌ده در هر دما و فشار، کدوم حالت پایدارتره. خط‌ها مرز گذار بین جامد، مایع و گاز رو ساده می‌کنن؛ نقطهٔ انتخاب‌شده رو هم با برچسب حالت زیر نمودار ببین.
جوش به فشار بیرون هم بستگی داره
P = P_sat(T)
در مدل، وقتی فشار بیرون از فشار بخار اشباع کمتر باشه، آب در حالت گاز قرار می‌گیره. برای همین پایین آوردن فشار می‌تونه جوشیدن رو در دمای پایین‌تری ممکن کنه؛ نمودار از یک تقریب فشار بخار استفاده می‌کنه.
نقطهٔ سه‌گانه محل هم‌زمانی سه حالته
T_t = 0.01 C; P_t = 611.657 Pa
در نقطهٔ سه‌گانه، یخ، آب مایع و بخار می‌تونن با هم در تعادل باشن. مقدار مرجع آب نزدیک ۰٫۰۱ درجهٔ سلسیوس و ۶۱۱٫۶۵۷ پاسکاله؛ گام فشار این کنترل برای انتخاب مستقیم اون نقطه مناسب نیست.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا با کم کردن فشار، آب می‌تونه در دمای پایین‌تری بخار بشه؟
وقتی فشار بیرون از فشار بخار اشباع کمتر باشه، مدل آب رو در حالت گاز می‌ذاره. با کم شدن فشار، این شرط در دمای پایین‌تری برقرار می‌شه. این نمودار از یک تقریب ساده استفاده می‌کنه، پس مرزهاش رو دادهٔ دقیق آزمایشگاهی ندون.
سؤال‌های رایج
نمودار فاز دقیقاً چی رو نشون می‌ده؟
برای هر ترکیب دما و فشار، حالت آب رو نشون می‌ده و مرزهای گذار رو مشخص می‌کنه. این صفحه نسخهٔ ساده‌ایه و خط‌هاش تقریبین.
چرا فشار کمتر دمای جوش رو پایین می‌آره؟
در فشار کمتر، فشار بخار آب در دمای پایین‌تری می‌تونه با فشار بیرون برابر بشه. برای همین آب در فشار کم زودتر به مرز جوش می‌رسه.
یخ چطور مستقیم بخار می‌شه؟
در فشار پایین، ممکنه آب از جامد مستقیم به گاز بره، بدون اینکه از حالت مایع بگذره. به این گذار تصعید می‌گیم.
نقطهٔ سه‌گانه رو می‌تونم با کنترل‌ها پیدا کنم؟
مفهومش اینه که یخ، مایع و بخار هم‌زمان در تعادل باشن؛ برای آب نزدیک ۰٫۰۱ درجه و ۶۱۱٫۶۵۷ پاسکاله. گام فشار این کنترل به اون فشار نمی‌رسه، پس نقطه رو نمی‌تونی مستقیم انتخاب کنی.
فاصله تا نقطهٔ بحرانی هم اینجا حساب می‌شه؟
نه؛ خروجی فاصله به مرز فشار بخار مربوطه و این مدل نقطهٔ بحرانی رو نمایش نمی‌ده. فشار بخار تا دمای بحرانی مرز مایع و گاز رو می‌سازه، اما صفحه تا اون ناحیه نمی‌رسه.