Diagramma di stato dell'acqua

Caratteristiche termodinamiche dell'acqua

L'acqua possiede:

• Elevato calore specifico
• Elevato punto di ebollizione
• Elevato calore latente di evaporazione

Esiste la tensione di vapore anche per i solidi.

Diagramma di stato dell'acqua

T₃ = Punto triplo, dove coesistono tutti e 3 gli stati! Il punto triplo dell’acqua si trova a 0.006 atm.

T_c = Temperatura critica, T al di sopra della quale non è possibile liquefare un gas per compressione.

Si può notare come al di sopra della tensione di vapore del liquido, ci sia appunto L ed al di sotto G. Lo stesso discorso vale per la tensione di vapore del solido, al di sopra S ed al di sotto G.

Nel 3^o grafico, notiamo che ci sono aree dove coesistono SL, LG e SG.

Coesistenza di stati

Occupiamoci momentaneamente degli ultimi due casi:

L'acqua possiede:

• Elevato calore specifico
• Elevato punto di ebollizione
• Elevato calore latente di evaporazione

Esiste la tensione di vapore anche per i solidi.

Diagramma di stato dell'acqua (ripetizione)

T₃ = Punto triplo, dove coesistono tutti e 3 gli stati! Il punto triplo dell'acqua si trova a 0.006 atm.

T_c = Temperatura critica. T_al di sopra della quale non è possibile liquefare un gas per compressione.

Si può notare come al di sopra della tensione di vapore del liquido, ci sia appunto L ed al di sotto G. Lo stesso discorso vale per la tensione di vapore del solido, al di sopra S ed al di sotto G.

Nel 3^o grafico, notiamo che ci sono aree dove coesistono S-L, L-G e S-G.

Analisi delle condizioni termodinamiche

Occupiamoci momentaneamente degli ultimi due casi:

• Poniamo una certa temperatura T < T₃, tutto il liquido evapora e il solido resta in equilibrio con il gas.
• Poniamo adesso T > T₃, il solido sublima e il liquido resta in equilibrio con il gas.

Quindi: abbiamo risolto il problema che riguardava S↔G e L↔G. Adesso notiamo che il nostro diagramma ha un'area dove coesistono solido e liquido.

Proprietà volumetriche dell'acqua

Nel caso dell'acqua sappiamo che il volume allo stato solido è maggiore del volume allo stato liquido:

V_S > V_ℓ quindi la densità ρ_ℓ = ^m/_Vℓ > ^m/_VS / ρ_S ed è proprio il volume che ci porta verso la soluzione.

Equilibrio termodinamico

Poniamo ΔG = ΔH - TΔS = 0, ΔG=0 reazione atermica.

^ΔH --------------- _ΔS - T, ma ΔH = ΔE + PΔV

Quindi T = ^{ΔE + PΔV} = ^{Δe + P(V_ℓ - V_s)} --------------- = ---------------- ΔS ΔS

Effetto della pressione

Aumentiamo adesso la pressione, ovvero diminuiamo il volume, per il principio dell'equilibrio mobile di Le Chatelier, per non risentire dell'alterazione apportata, la retta delle fusioni.