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Zustandsraum (Thermodynamik)

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Phasendiagramm eines „gewöhnlichen“ Stoffes und des Wassers

Der Zustandsraum in der Thermodynamik bezeichnet den Bereich eines Phasendiagramms, in welchem nur eine einzelne Phase vorliegt und für einen Punkt des Zustandsraumes immer auch einen spezifischen Zustand einnimmt. Eingegrenzt werden diese Bereiche durch Phasengrenzlinien, also Linien, in welchen mehrere Phasen im Gleichgewicht miteinander stehen und ineinander übergehen. Die Freiheitsgrade innerhalb eines Zustandsraumes können mit Hilfe der Gibbsschen Phasenregel bestimmt werden, wobei reine Fluide immer zwei Freiheitsgrade besitzen. Im Beispiel der rechten Abbildung sind die drei Felder fest, flüssig und gasförmig die Zustandsräume des thermodynamischen Systems. Bedingung für einen Zustandsraum ist jedoch nicht nur die Begrenzung durch Phasengrenzlinien, sondern auch das reale Vorkommen des Stoffes innerhalb des Zustandsraumes. Für Reinstoffe ist dies jedoch immer gegeben. Existiert für ein Stoffgemisch kein stabiler Zustand innerhalb eines potentiellen Zustandsraumes, so spricht man von einer Mischungslücke.