Kiinteänestekaasu

Kiinteänestekaasu on termodynaaminen tila, jossa kiinteä faasi, neste faasi ja gaasi faasi esiintyvät samanaikaisesti ja ovat tasapainossa keskenään. Tällainen kolmen faasin tasapaino voi syntyä sekä puhtailla aineilla että seoksilla, ja sen alue löytyy usein alhaisista lämpötiloista ja erityisistä paineista. Kolmen faasin tasapainon ilmiöön liittyy kolmifaasipiste, jossa kaikki kolme faasia ovat yhtä aikaa vakiinnettuina.

Kolmen faasin tasapainoa kuvaa faasidiagrammi, jolla esitellään paineen ja lämpötilan suhde kyseisessä systeemissä. Puhtaalle aineelle kolmifaasipiste on määritelty tarkkaan, esimerkiksi veden kolmifaasipiste on noin 0,01 °C ja noin 611,7 pascalgia (0,006 atm). Joillakin aineilla, kuten hiilidioksidilla, kolmifaasipiste sijaitsee lähellä tai sen alapuolella, ja nestekaasujaksoa ei välttämättä esiinny normaalissa paineessa.

Sovellukset ja ilmiöt kiinteänestekaasun kontekstissa liittyvät muun muassa jäähtymiseen, huokoisten materiaalien kuivaukseen, jäätyneen ja sulaa prosesseihin sekä kylmäketjujen ja rarefaction-tilanteisiin. Kolmen faasin tasapainon ymmärtäminen on tärkeää materiaalitieteen, kemian ja prosessitekniikan sovelluksissa – muun muassa tilavuudeltaan suurten järjestelmien suunnittelussa, joissa hallitaan lämpötilan ja paineen muuttumisia faasien välisessä balanssissa.

Mittauksessa kiinteänestekaasun tilan kuvaamista käytetään faasitasapainoon liittyviä kokeita ja analyysejä, kuten isobaarisia ja isothermisiä tutkimuksia sekä kalorimetrisia mittauksia, joilla kartoitellaan kolmen faasin rajat ja kolmen faasin piste.