Θεωρητικός υπολογισμός της πίεσης ισορροπίας συνύπαρξης συμπυκνωμένης και αέριας φάσης σε προκαθορισμένη θερμοκρασία για εφαρμογή σε συστήματα αέριων αντιδράσεων τεσσάρων στοιχειακών συστατικών με σκοπό τον αυθόρμητο αναγκαστικό ισόχωρο ισόθερμο ομοιογενή σχηματισμό του CZTS

Abstract

Ενώ μεταβάλλεται η πίεση ισορροπίας συνύπαρξης συμπυκνωμένης φάσης και ατμού ανά 𝑑𝑇, σε σταθερό όγκο στην εξίσωση Clausius-Clapeyron, ο ατμός διέρχεται μεταβολή της κατάστασης του άρα ανά 𝑑𝑇 η πίεση ισορροπίας συνύπαρξης ατμού και συμπυκνωμένης φάσης μεταβάλλεται. Ως εκ τούτου ανά 𝑑𝑇, η εκάστοτε κατάσταση ισορροπίας συνύπαρξης και η θερμοχωρητικότητα του ατμού 𝐶𝑃 ως ιδιότητα σε σταθερή πίεση, μεταβάλλονται αφού μεταβάλλεται η πίεση. Η τιμή της θερμοχωρητικότητας σε σταθερή πίεση ορίζεται ως (𝑑𝐻𝑑𝑇)𝑃. Άρα σε μια δεδομένη κατάσταση ισορροπίας η θερμότητα που απαιτείται για τη μεταβολή της θερμοκρασίας του ατμού σε σταθερή πίεση μπορεί να καθοριστεί από το 𝐶𝑃 της κατάστασης. H μεταβολή της ενθαλπίας 𝑑𝐻 και όπως αυτή προκύπτει σε σταθερή πίεση ισούται με τη θερμότητα που απορροφά ο ατμός. Η θερμότητα τούτη μπορεί να υπολογιστεί από το 𝐶𝑃. Η καμπύλη του νόμου του Kirchhoff που αναφέρεται στην αέρια φάση όταν εξετάζεται η διαφορά της ενθαλπίας του αερίου και της συμπυκνωμένης φάσης που συνυπάρχουν σε ισορροπία ανά 𝑑𝑇 θεωρεί το 𝛨 ως συνάρτηση του 𝛵 ενώ το 𝛨 θεωρείται ότι αναφέρεται σε μεταβολή σε σταθερή πίεση παρότι η πίεση ανά 𝑑𝑇 μεταβάλλεται. Παραδόξως αλλά αποδεδειγμένα, με βάση τη φυσική κατανόηση των συσχετισμών των όρων της εξίσωσης που καθορίζει τη θερμοχωρητικότητα, η μεταβολή του 𝛨 ανά 𝑑𝑇 διατελεί ανεξάρτητη του μεγέθους της πίεσης του 𝐶𝑃 πράγμα που επιτρέπει στην καμπύλη του αερίου στο νόμο του Kirchhoff να καθορίζεται ανεξάρτητα από τη πίεση του 𝐶𝑃 ανά εκάστοτε κατάσταση ενώ η κατάσταση του ατμού κινείται ανά 𝑑𝑇 επί της καμπύλης του Kirchhoff.