純流體相圖
純流體相平衡圖主要包括3條線,即飽和S-V線、飽和S-L線和飽和L-V線,由這三條線將整個區(qū)域劃分為固相(S)、液相(L)、汽相區(qū)(V),另外還包括兩個點——三相點(O)和臨界點(A),如圖(1)所示。在圖(1)中的a線,假設(shè)有某狀態(tài)點從固相S中某個位置等壓升溫,純物質(zhì)的相態(tài)分別經(jīng)過固相、液相和汽相區(qū);在通過S-L線時成固-液兩相平衡,固體吸熱溶解,而溫度保持不變,待完全溶解后繼續(xù)升溫;在通過L-V線時成液-汽兩相平衡,液體吸熱蒸發(fā),溫度保持不變,待完成蒸發(fā)后繼續(xù)升溫。在圖(1)中的b線與a線有所不同,假設(shè)有某狀態(tài)點從固相S中某個位置等壓升溫,隨著溫度的升高,固相直接轉(zhuǎn)化為汽相,此過程為升華過程,同樣,在升華過程中,溫度保持不變,待完成蒸發(fā)后才能繼續(xù)升溫。在圖(1)中的c線則表示等溫變壓過程,假設(shè)有某狀態(tài)點從低壓向高壓變化,首次其經(jīng)過汽相區(qū),當(dāng)達(dá)到液-汽平衡線時,其逐漸由汽相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵耆D(zhuǎn)變?yōu)橐合嗪笤僦饾u加壓,狀態(tài)點向固-液平衡線移動,在固-液平衡線實現(xiàn)液相向固相的轉(zhuǎn)變,最終在固相區(qū)繼續(xù)升壓,相態(tài)不再發(fā)生變化。如果圖(1)中的c線在三相點O的左邊,則只存在汽固變化,但當(dāng)固-液相的斜率變化變?yōu)樨?fù)值且c線在三相點左邊時,等溫升壓則經(jīng)歷汽-固-液的變化過程,如圖(2)中的c線所示。但在圖(2)中,如果c線在三相點右邊,在等溫升壓過程流體則只經(jīng)歷汽-液兩相變化。另,在圖(1)和(2)中都有兩條從臨界點A出發(fā)的紅色虛線(等溫線和等壓線),由此兩條線圍成的區(qū)域就是超臨界區(qū)域,這在超臨界萃取等操作中十分關(guān)鍵。所謂臨界點,即達(dá)到一定溫度和壓力后,流體液-汽相界面消失,形成單一的流體,此時的溫度和壓力為臨界溫度和臨界壓力。

(1) (2)
圖(1)和圖(2)的純流體相圖為P-T圖,另外一種相圖是以密度為橫坐標(biāo)、溫度或壓力為縱坐標(biāo),如圖(3)所示,其為壓力-密度圖,其中標(biāo)示有1至5序號的為等溫線,對等溫線1,其在某壓力下流體經(jīng)歷汽-液變化;圖中未標(biāo)示的兩條曲線(左邊-飽和汽相線;右邊-飽和液相線)在最高點相交,該相交的點即對應(yīng)圖(1)和(2)中的臨界點A。

(3)