Zustandsdiagramm

Zu|stands|dia|gramm 〈n. 11〉 graf. Darstellung für Stoffe od. Stoffsysteme (z. B. Metallschmelzen), die deren Verhalten in Abhängigkeit von verschiedenen Zustandsgrößen wiedergibt

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Zu|stands|di|a|gramm: die graphische Darstellung der gegenseitigen Abhängigkeiten der ↑ Zustandsgrößen eines thermodynamischen Systems in einem Koordinatensystem. Die Z. dienen zur Beschreibung von ↑ Zustandsänderungen, von Phasengleichgewichten (Phasendiagramm) z. B. eines Einstoffsystems wie Wasser als Druck-Temp.-Z. (p-T-Diagramm) oder von Kreisprozessen wie dem Carnot-Zyklus in einem Druck-Volumen-Z. (p-V-Diagramm).

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Zustandsdiagramm,

 

grafische Darstellung des empirisch ermittelten oder durch eine Zustandsgleichung beschriebenen Zusammenhangs der Zustandsgrößen eines thermodynamischen Systems. Zustandsdiagramme sind ein wichtiges Hilfsmittel für grundsätzlichen und praktischen Betrachtungen in der Thermodynamik, im Maschinenbau, in der chemischen Verfahrenstechnik und in der Metallurgie.

 

Zur Beschreibung der Phasengleichgewichte von Einstoffsystemen (z. B. Wasser) verwendet man Druck-Temperatur-Zustandsdiagramme (p-T-Diagramm), in die die Dampfdruck-, Schmelzdruck- und die Sublimationsdruckkurve eingetragen sind. In der Technik werden z. B. Kreisprozesse von Maschinen durch Druck-Volumen-Zustandsdiagramme (p-V-Diagramm) und Temperatur-Entropie-Zustandsdiagramme (T-Süd-Diagramm) beschrieben. Von Bedeutung sind auch die verschiedenen Mollier-Diagramme.

 

Mehrstoffsysteme erfasst man in Schmelzdiagrammen (Schmelzen) und Siedediagrammen. Je nach Zahl der beteiligten Komponenten (zwei, drei und mehr) unterscheidet man Zustandsdiagramme für binäre, ternäre usw. Systeme. Metallkundlich wichtig sind die Zustandsdiagramme der Legierungen (z. B. Eisen-Kohlenstoff-Diagramm). Diese gehören meist zu den Mehrstoffsystemen, deren Komponenten im flüssigen Zustand vollständig ineinander löslich sind. Beim Erstarren der Schmelze einer Legierung kann die Löslichkeit erhalten bleiben, sodass sich Mischkristalle ausbilden, oder es kann eine vollkommene Entmischung eintreten (Eutektikum). Die Löslichkeit von Zusätzen nimmt dabei im Allgemeinen mit sinkender Temperatur ab. Auch Übergänge mit einer teilweisen gegenseitigen Löslichkeit in festem Zustand kommen vor. Die Zustandsdiagramme der Legierungen stellen die Zustände in Abhängigkeit von der Temperatur und der Konzentration der Legierungselemente dar. Die einzelnen Kurven werden durch Messung der Änderung der Temperatur der Schmelze bei verschiedenen Konzentrationen in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt. So ist z. B. in einer Schmelze oberhalb der Liquiduslinie alles flüssig, unterhalb der Soliduslinie alles fest; dazwischen liegt das Erstarrungsintervall.

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Zu|stands|di|a|gramm, das (Physik): grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen den Zustandsgrößen eines thermodynamischen Systems bzw. das Verhalten eines Stoffes bei Änderung einer od. mehrerer Zustandsgrößen wiedergibt.