مخطط أطوار: الفرق بين النسختين

تم إضافة 21 بايت ، ‏ قبل 4 سنوات
ط
بوت:أضاف قالب {{ضبط استنادي}}
ط (بوت: وسوم صيانة، أضاف وسم بدون مصدر)
ط (بوت:أضاف قالب {{ضبط استنادي}})
[[ملف:Phasendiagramme.svg|thumb| left |340px|مخططات أطوار، المحور الأفقي يبين درجة الحرارة، والمحور الرأسي يبن تغير الضغط :الرسم العلوي لأي سائل غير الماء. والشكل السفلي يبين مخطط الصور للماء " ماءWasser، بخار Dampf، ثلج Eis.]]
[[ملف:Carbon dioxide p-T phase diagram.svg|left| 300px|thumb|مخطط الطور لثاني أكسيد الكربون :(s ) صلب، و سائل (l), و غاز (g)، وسائل فوق حرج (sc)]]
'''مخططات الأطوار''' أو '''منحنيات الأطوار''' هي عبارة عن رسوم بيانية ثنائية الأبعاد لمادة معينة مثل [[الماء]] تبين علاقة الحالات الثلاثة للماء : [[حالة سائلة|الحالة السائلة]]، و[[الحالة الغازية]] (بخار)، و[[حالة صلبة|الحالة الصلبة]] (الثلج). والرسم البياني يبين العلاقة بين [[درجة الحرارة]] و[[ضغط]] عند [[حجم]] ثابت. وأحيانا تُرسم العلاقة بين [[ضغط|الضغط]] و[[حجم|الحجم]] عند [[درجة حرارة]] ثابته. توجد للمواد الأخرى مخططاتها الطورية المميزة لها ، مثل [[ايثيل|الإيثيل]] و [[الأسيتون]] و[[الحديد]] والنحاس وهكذا . وهناك أنواع أخرى من مخططات الطور لمخلوط مثلا يتكون من مادتين بنسب مختلفة ، مثل [[نظام سهل الانصهار]] و [[الفولاذ]].
 
يختلف مخطط الاطوار من مادة لمادة. وتدلنا [[درجة حرارة]] مثلا علي حالة [[سبيكة|السبيكة]] سواء أكانت سائلة أو صلبة. وكذلك علي عدد الأطوار المستقرة(الحالات) للمادة، ونسبة كل طور في السبيكة. أما الشائع والأكثر استخداما من بين أنواع منحنيات الأطوار فهو منحنيات الأطوار الثنائية وذلك في علوم [[فلز|الفلزات]] (المعادن) وسبائكها. أما منحنيات الأطوار الثلاثية (وهى أكثر تعقيدا) فيغلب استخدامها في علوم وتكنولوجيا الخزفيات. كما توجد منحنيات الأطوار الرباعية وما فوقها. ونادرا ما تستخدم المنحنيات الرباعية وما فوقها لصعوبة استقصاء المعلومات منها وكذلك لصعوبة إنشائها. ويستعاض عن ذلك بتقريبها من المنحنيات الثنائية أو الثلاثية.
لناخذ مثال الماء واطواره الثلاثة المعروفة: ماء (سائل)، وثلج (صلب)، وبخار (غاز) ومخططه ممثل في الشكل المجاور. نعرف أن الماء يغلي عند درجة حرارة 100 مئوية وتحت الضغط الجوي. ولنتتبع المنحنى إلى اليمين من عند تلك النقكة. فعندما نرفع الضغط عن 1 [[بار]] (1 ضغط جوي) نجد أن حالة التوازن بين الماء وبخاره تنتقل يمينا على المنحنى وترتفع نقطة الغليان. ومع استمرار رفعنا للضغط غلى الماء نجد أن درجة الغليان تظل تنزاح طبقا للمنحنى إلى اليمين وترتفع ولا يزال لدينا طورين في حالة توازن : الماء والبخار، حتى نصل إلى ما يسمى [[نقطة حرجة]] عندها يختفي سطح الماء ويتشكل ما يشبه الضباب في أنبوبة الأختبار. عند تلك النقطة نكون قد وصلنا أيضا إلى "الضغط الحرج ". وعندما نرفع درجة الحرارة إلى درجة أعلى من النقطة الحرجة ينقشع الضباب ويصبح الأنبوب شفافا وتسمى الماء في تلك الحالة "سائل فوق حرج ". ومعني أن الأنبوب شفافا أن الماء وبخاره قد كونا حالة جديدة لا هي ماء ولا هو بخار، ولا يوجد فاصل بينهما.
 
وعندما نبرد العينة ثانيا من تلك الدرجة العالية ونصل إلى النقطة الحركة تظهر الحالة الضبابية ثانيا لمدة قصيرة ويعود الصفاء ثانيا مع انخفاض درجة الحرارة عن الدرجة الحرجة ونستطيع رؤية ماء في أسفل الأنبوب وبخار شفاف لأنبوب.
 
والآن نريد معرفة باقي مخطط الطور، فلنستمر في خفض الضغط تحت 1 ضغط الجوي فنجد ان درجة الغليان تنخفض هي الأخرى تحت 100 درجة مئوية. ونستمر في خفض الضغط على طوري الماء وبخاره ونجد ان درجة الغليان تنخفض بانخفاض الضغط حتى نصل إلى نقطة تسمى [[نقطة ثلاثية]] (عند 0 درجة مئوية و 006و0 ضغط جوي)، ويتواجد عندها تلاثة أطوار للماء في نفس الوقت : ماء وثلج وبخار. لذلك تسمى تلك النقطة "نقطة ثلاثية ".
 
والآن، عندما نخفض الضغط تحت 006و0 ضغط جوي ونتتبع المنحنى السفلي نجد أن هذا الجزء من المنحنى يمثل حالة توازن بين البخار (أسفل) والثلج (أعلى)، ويختفي الماء. أما إذا بدأنا من النقطة الثلاثية وأزدنا الضغط على الثلاثة أطوار نجد أن درجة [[حرارة انصهار]] الماء تنخفض هي الأخرى وتصبح أقل من 0 درجة مئوية، ويختفي البخار ويصبح التوازن موجود بين طور الماء السائل وطور الثلج .
 
=== أطوار الماء ===
'''النقطة الحرجة''' حسب المفهوم العلمي في [[الكيمياء الفيزيائية]] و[[التحريك الحراري]] و[[فيزياء المواد المكثفة]] هي النقطة من [[الضغط]] و[[درجة الحرارة]] التي لا يوجد فيها فواصل واضحة بين [[حالة المادة|حالات المادة]]، (مثل فواصل بين الحالة السائلة، والحالة الصلبة، أو الحالة الغازية).
 
يوجد الماء في ثلاثة أطوار : السائل، والغازي في هيئة بخار، والصلب في هيئة الثلج. ومن المعهود لنا تواجد الماء في طورين في نفس الوقت :ماء وبخار، أو ماء وثلج. فمثلا عندما نسخن الماء فيتواجد الماء السائل والبخار. كذلك وجود الطورين ثلج وماء معهود لدينا عند انصهار الثلج.
 
في الشكل يمثل المحور الأفقي تغير [[درجة الحرارة]] والمحور الرأسي تغير [[الضغط]] . نجد طبقا لهذا الشكل نقطة تسمى [[نقطة ثلاثية]] تتواجد فيها الثلاثة أطوار في نفس الوقت. أما ماعدا ذلك فيوجد طوران في نفس الوقت إما ثلج وماء أو ثلج وبخار أو بخار وماء. وتبين المنحنيات تغير درجة الحرارة وما يتبعها من تغير في الضغط بين كل طورين متلامسين (كل منحنى من تلك الثلاثة منحنيات تشكل توازن بين طورين). عند النقطة الثلاثية تتواجد الثلاثة أطوار في نفس الوقت في حالة [[توازن حراري|توازن]].
يبين منحنى أطوار الحديد والكربون تكوّن العديد من سبائك الحديد تختلف فيما بينها باختلاف نسبة [[الكربون]] في الحديد و [[درجة الحرارة]] و طريقة المعاملة الحرارية حتى الوصول إلى درجة حرارة الغرفة أو [[تقسية|التقسية]]. مخطط الحديد والكربون من المخططات الهامة في تقنية الحديد الصلب والفولاذ حيث يتم تصنيع أنواع من الفولاذ تكون فيها نسبة الكربون أقل من 7% (أنظر [[الفولاذ]]).
 
ويتسم مخطط الحديد والكربون [[نظام أصهري|بنقطتين يوتيكيتين]].
 
النقطة اليوتيكية الأولى في [[نظام أصهري]] للحديد والكربون هي أخفض درجة حرارة ينصهر عندها المزيج . فالنقطة تفصل بين الحالة السائلة (أعلى المنحنى) والحالة الصلبة (اسفل المنحنى). طبقا للرسم البياني لاطوار الحديد والكربون نجد نقطة يوتيكي الأولى عند درجة حرارة 1140 [[درجة مئوية]] ونسبة كربون مقدارها 2و4 % في الحديد.
 
[[ملف:Steel pd.svg|thumb|left|330px|منحنى أطوار الحديد والكربون, ويتبين منه سبيكة الأوستنيت (γ) المستقرة للفولاذ الكربوني.]]
 
{{تصنيف كومنز|Phase diagrams}}
 
{{ضبط استنادي}}
 
[[تصنيف:تغيرات الطور]]