Spinodale und Binodale
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SpinodaleAls Spinodale wird in der Thermodynamik eine Kurve im Zustandsraum eines beispielsweise aus einem Reinstoff oder einem Gemisch bestehenden thermodynamischen Systems bezeichnet, innerhalb derer Zustände, in denen das thermodynamische System nur in Form einer einzigen homogenen Phase vorliegt, instabil sind. Wird ein thermodynamisches System durch eine Zustandsänderung aus einem Zustand, in dem es in Form einer einzigen homogenen Phase stabil ist, in den von der Spinodalen umschlossenen Bereich des Koexistenzgebietes überführt, wird es gegen alle Fluktuationen seiner Dichte, seiner Zusammensetzung oder anderer Ordnungsparameter instabil. Es durchläuft dann spontan einen Phasenübergang, der zur Bildung koexistierender Phasen führt. Wird eine homogene Mischphase auf diese Art in koexistierende Phasen verschiedener Zusammensetzungen überführt, spricht man von spinodaler Entmischung. Die Spinodale kann mit der Binodale, von welcher sie vollständig umschlossen wird, gemeinsame, sogenannte kritische Punkte besitzen. .. weiterlesen
Kritischer Punkt (Thermodynamik)In der Thermodynamik ist ein kritischer Punkt ein Extremwert einer Binodalen, an dem letztere ein Minimum oder ein Maximum des Drucks und der Temperatur durchläuft. Kritische Punkte treten in Zustandsräumen thermodynamischer Systeme auf, in denen eine Binodale ein Koexistenzgebiet, in dem koexistierende Phasen stabil sind, von einem Bereich abtrennt, in dem eine homogene Phase stabil ist. Bei thermodynamischen Systemen, die kritische Punkte aufweisen, kann es sich beispielsweise um Reinstoffe handeln, in deren Zustandsraum Koexistenzgebiete zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase existieren. Weiterhin können flüssige Gemische, die eine Mischungslücke aufweisen, kritische Punkte besitzen. .. weiterlesen
PhasendiagrammEin Phasendiagramm ist eine Projektion von Phasengrenzlinien aus dem Zustandsraum eines thermodynamischen Systems in ein zweidimensionales kartesisches Koordinatensystem oder in ein Dreiecksdiagramm. Neben Phasengrenzlinien können Phasendiagramme auch Spinodalen enthalten. Phasendiagramme sind ein häufig genutztes Hilfsmittel in der Chemie, den Materialwissenschaften, der Physik und der Verfahrenstechnik, um das Phasenverhalten von Reinstoffen und Stoffgemischen graphisch darzustellen. .. weiterlesen
BinodaleAls Binodale wird eine Phasengrenzlinie im Zustandsraum eines thermodynamischen Systems bezeichnet, die ein Koexistenzgebiet von einem Einphasengebiet abgrenzt und dabei einen als kritischer Punkt bezeichneten Extremwert aufweist. In der Regel sind alle in der Umgebung der Binodalen auftretenden Phasen fluid, also flüssig oder gasförmig. Die Zustände, welche die miteinander im thermodynamischen Gleichgewicht stehenden koexistierenden Phasen innerhalb des Koexistenzgebietes repräsentieren, sind auf der Binodalen beiderseits des kritischen Punktes lokalisiert und werden durch Konoden verbunden. Wird im Verlauf einer Zustandsänderung die Binodale überquert, findet ein Phasenübergang statt, der zur Bildung koexistierender Phasen aus einer homogenen Phase oder zur Bildung einer homogenen Phase aus koexistierenden Phasen führt. .. weiterlesen
Entmischung (Thermodynamik)Als Entmischung oder Phasenseparation bezeichnet man in der Thermodynamik einen in Gemischen aus kondensierter Materie auftretenden Phasenübergang, in dessen Verlauf aus einer homogenen Mischphase koexistierende Phasen unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung entstehen. Die ursprünglich vorhandene homogene Mischphase und die aus dieser entstandenen koexistierenden Phasen weisen dabei denselben Aggregatzustand auf. Entmischung kann in flüssigen oder festen Mischpasen auftreten, nicht jedoch in Gasphasen. .. weiterlesen
MischungslückeAls Mischungslücke bezeichnet man zusammenhängende Zustände im thermodynamischen Zustandsraum eines Stoffgemisches, in denen das Stoffgemisch im thermodynamischen Gleichgewicht in mindestens zwei koexistierenden Phasen vorliegt. Innerhalb einer Mischungslücke ist das Stoffgemisch als homogene Mischphase nicht stabil. Wenn ein homogenes Stoffgemisch durch eine Zustandsänderung von einem Zustand außerhalb einer Mischungslücke in einen Zustand innerhalb einer Mischungslücke überführt wird, tritt Entmischung in mindestens zwei im thermodynamischen Gleichgewicht stehende Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung ein. .. weiterlesen