Kuiv jää vedelaks? Vedel lämmastik tahkeks?

Faasidiagrammid ehk olekudiagrammid on tõelised tarkuse allikad, kui asi puudutab ainete käitumist erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel. Tahke või vedel? Vedel või gaasiline? Plahvatab või ei plahvata?

Kaks kõige tavalisemat ebatavalist näidet on kuiv jää (tahke süsinikdioksiid) ja vedel lämmastik.

Kuiva jääd nimetatakse kuivaks sellepärast, et see ei sula vaid sublimeerub, muutub otse tahkest faasist gaasiliseks. Faasidiagrammi uurides peaks olema üsna selge, et kõrgematel rõhkudel peaks olema võimalik ka vedel faas: 

Mis muud, kui proovime järele. Jälgime sealjuures loomulikult ohutust - katses kasutatud anum on päris paksude seintega, tavaline pudel võib samades tingimustes kergesti lõhkeda! Vedel faas ilmub tõepoolest. Faasidiagrammilt võib ka ennustada, et kui vedela lämmastiku temperatuur hakkab tõusma, st kui kuiva jää tükid viimseni vedelaks  muutuvad, tõuseb rõhk veelgi. Nii et see katse kindlasti ei ole ohutu! 

Vedela lämmastikuga saame läbi teha sarnase arutluskäigu. 

Faasidiagrammilt selgub, et madalatel rõhkudel ei ole lämmastikul vedelat faasi, nii et õhutühjas ruumis peab vedel lämmastik "otsustama" - ta muutub kas tahkeks või gaasiliseks. Alternatiiviks on langetada temperatuuri normaalrõhul. Rõhu langetamine on lihtsam, proovime selle järele.

Vaakumpump, mida sellistes katsetes kasutada peab olema piisavalt võimas, et pidevalt aurustuvat lämmastikku vaakumkuplist eemaldada. Katse tulemust näete kõrvalolevas videos. 

Järgmisena võib ette võtta süsiniku faasidiagrammi, et otsida sealt teemantite tegemise võimalusi. Selle kohta räägib loo Jaan Paaveri Mikro- ja megamaailma õpik. Vaata järele!