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Die Phasengrenzlinie fest/flüssig
ОглавлениеDer Schmelzvorgang findet bei einer Temperatur T statt und verläuft unter Änderung der molaren Enthalpie des Systems um ΔSm H. Daraus ergibt sich die molare Schmelzentropie zu ΔSmH/T (siehe Abschnitt 3.1.3); die Clapeyron-Gleichung für diesen Vorgang lautet
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Abb. 4-16 Eine typische Phasengrenzlinie fest/flüssig steigt steil an. Daraus lässt sich schließen, dass die Schmelztemperatur steigt, wenn der Druck zunimmt. Die meisten Stoffe verhalten sich so.
ΔSmV ist die Änderung des molaren Volumens beim Schmelzen. Die Schmelzenthalpie ist immer positiv (die einzige Ausnahme ist Helium-3), die Volumenänderung ist normalerweise ebenfalls positiv und stets relativ klein. Folglich ist die Steigung dp/dT groß und im Allgemeinen positiv (Abb. 4-16).
Eine mathematische Beschreibung der Phasengrenzlinie erhalten wir durch Integration von dp/dT unter der Annahme, dass ΔSmH und ΔSmV so wenig von der Temperatur abhängen, dass sie als Konstanten behandelt werden können. Wenn die Schmelztemperatur bei dem Druck p* gleich T* und bei dem Druck p gleich T ist, haben wir folgende Integration auszuführen:
Wir erhalten als Näherungsgleichung für die Phasengrenzlinie fest/flüssig
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