Fázový diagram

Všetky opísané premeny sa dajú prehľadne zhrnúť do jediného obrázka, ktorý voláme fázový diagram. Je to graf, kde na vodorovnej osi vynášame teplotu a na zvislej tlak. Krivky v ňom oddeľujú jednotlivé skupenstvá. Diagram má tri hlavné krivky. Krivka topenia oddeľuje tuhú a kvapalnú fázu, krivka vyparovania oddeľuje kvapalnú a plynnú fázu a krivka sublimácie oddeľuje tuhú a plynnú fázu.

Tieto tri krivky sa stretávajú v jednom jedinom bode, ktorý voláme trojný bod. Je to jediný stav, v ktorom môžu všetky tri skupenstvá existovať súčasne v rovnováhe. Pre vodu leží trojný bod pri teplote $0{,}01\ ^\circ\mathrm{C}$a tlaku iba $611\ \mathrm{Pa}$.

Vďaka diagramu si vieme pekne vysvetliť, prečo niektoré látky sublimujú. Ak je vonkajší tlak nižší než tlak trojného bodu danej látky, kvapalná fáza pri danom tlaku vôbec neexistuje. Pri zahrievaní sa pohybujeme po vodorovnej priamke pod trojným bodom a tá vedie priamo z oblasti tuhej fázy do plynnej. Presne to sa deje so suchým ľadom. Jeho trojný bod leží pri tlaku približne $5{,}2\ \mathrm{atm}$, takže pri bežnom atmosférickom tlaku $1\ \mathrm{atm}$ sa oxid uhličitý nemá ako stať kvapalinou a preskočí rovno na plyn. Voda by mimochodom sublimovala rovnako, keby sme ju umiestnili do vákua s tlakom pod $611\ \mathrm{Pa}$.

Krivka vyparovania sa neťahá donekonečna, končí v kritickom bode. Nad ním už neexistuje žiadny rozdiel medzi kvapalinou a parou, obe splývajú do jedinej fázy, ktorú voláme nadkritická tekutina. Práve tu platí $l_v = 0$. Pre vodu leží kritický bod pri teplote$374\ ^\circ\mathrm{C}$ a tlaku $22\ \mathrm{MPa}$.