Equilibrium State Diagram, Equilibrium Phase Diagram   평형 상태도, 상 평형도

1. 상태량 선도, 상 선도, 평형 상태도 비교

  ㅇ 상태량 선도 (Property Diagram)  :  (열역학적 과정 시각화)
     - 여러 열역학적 상태량들의 상대적 변화를, 단일 그림 내에 나타낸 도형
        . 주로 P-v (압력 - 비체적), T-s (온도 - 엔트로피), P-h (압력 - 엔탈피) 선도 등이 대표적

  ㅇ 상 선도 / 상 그림 / 상 평형도 (Phase Diagram)  :  (상 변화 경계 표시)
     - 상 변화를 2차원 도형으로 나타냄
        . 주로, 압력과 온도의, 2차원 함수(P-T 선도)로 나타냄
        . 특히, 순수물질에서, 3개의 상이, 3개의 선(승화선,증발선,융해선)에 의해 분리됨

  ㅇ 평형 상태도 (Equilibrium State Diagram)  :  (특히, 조성에 따른 상 평형 관계 표시)
     - 온도,압력,조성 등의 상태량 변화에 따라, 
        . 열역학적으로 안정된 상들 간에,
        . 서로 연관지울 수 있는 상 평형 관계를,
        . 하나의 그림 내에, 곡선으로 구분시켜, 나타낸 도형
     - 3D 또는 2D로 표현
        . 1성분계는 P-T 2D, 2성분계는 T-조성 2D(일정 압력), 3성분계는 3D 또는 등온 단면 등

     * 특히, 금속 합금에서, 온도(y축),조성(x축)과 현재 상 간의 관계를 나타낸 선도를 말함
        . 일정 압력에서, 안정된 상들 사이의 관계를, 간편하게 나타낸 것
        . 단, 성분 조성이 3 이상이 되면, 매우 복잡해지고 나타내기 어려워짐


2. 평형 상태도  :  3D Diagram

  ㅇ P-V-T 면 (p–v–T Diagram, 3D Diagram)
     - 온도(T)와 부피(V)는 독립 상태량이며, 압력(P)은 두 상태량의 함수 P = P(V,T) 임에 따라,
     - 이들을 3차원 상에 곡면으로 나타낸 그림 
       

  ㅇ 곡면 상의 특징
     * (만일, 2개 독립변수를 갖는 방정식을, 3차원 상에 표현하면, 곡면으로 보여짐)
     - 곡면 상의 각 점은, 열역학 상태방정식을 따름
        . 즉, 곡면상의 각 점들은 열역학적 평형상태들을 나타냄
     - 열역학적 상태 A,B점을 연결하는 경로 선은, 서로다른 두 과정 임
        . 두 상태 사이의 경로 상에 있는 모든 점은 상태방정식을 따름


3. 평형 상태도  :  2D Diagram  (3차원 P-V-T 면의 2차원 투영)

  ㅇ P-T 선도 (PT Phase Diagram), 압력 - 온도 평형상태도
     - (성분별 조성이 고정되어 있는 경우) 
     - 3차원 P-V-T 면을, 2차원 압력 - 온도 면으로 투영시킨 도면

     - 순수한 물의 P-T 선도 例)
           

     * [명칭]
        . 상선도 (Phase Diagram) : 특히, 순수물질의 P-T 선도는, 
           .. 3개 상이 3개 선에 의해 서로 분리 가능하여, 이를 상 선도 (Phase Diagram)라고 지칭함
        . 삼중점 (Triple Point) : 고체상,액체상,기체상이 동시에 상평형을 이루며 공존
        . 기화선,증발선,증기선 (Vaporization Line) : 액체,기체가 공존하는 상평형 선 (증기압 곡선)
        . 승화선 (Sublimation Line) : 고체와 기체(증기)를 분리하는 선
        . 융해선 (Melting/Fusion line) : 고체와 액체를 분리하는 선
        . 초임계 유체 (Supercritical Fluid) : 유체와 기체를 모두다 포함 (구분 불가능)

  ㅇ P-V 선도 (PV Phase Diagram)
     - 3차원 P-V-T 면을, 2차원 압력 - 체적(비체적) 면으로 투영시킨 도면

  ㅇ T-V 선도 (TV Phase Diagram)
     - 3차원 P-V-T 면을, 2차원 온도 - 체적(비체적) 면으로 투영시킨 도면
        . 여러 다른 일정 압력 하에 T-V가 변화되는 선
        . 정압 상변화 과정