Rovnovážné stavy dané látky mezi různými skupenstvími můžeme znázornit do tzv. fázového diagramu. Fázový diagram se skládá ze tří křivek: kp – křivka syté páry znázorňuje rovnovážné stavy mezi kapalinou a její sytou párou; kt – křivka tání znázorňuje rovnovážný stav mezi pevným a kapalným tělesem téže látky, křivka není ukončena; ks – křivka sublimační znázorňuje rovnovážný stav mezi pevným tělesem a sytou párou z téže látky.
Fázový diagram.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Všechny tři křivky se stýkají v jednom bodě A, který nazýváme trojný bod. Znázorňuje rovnovážný stav soustavy pevné těleso + kapalina + sytá pára. Např. voda má základní teplotu 273,16 K, helium nemá trojný bod. Teplota trojného bodu vody je základní teplota termodynamické teplotní stupnice.
Bod K představuje hodnotu tlaku a teploty pro kritický stav, kdy není rozdíl mezi kapalinou a plynem. Pokusně ho zjistil Cagniard de la Tour. Význam tohoto bodu spočívá v tom, že přehřátou páru, jejíž teplota je nad kritickou teplotou nelze žádným způsobem zkapalnit.
Přechod z jedné oblasti do druhé protnutím některé z křivek vždy znamená přechod z jednoho skupenství do druhého. Ukažme si to na příkladu:
Fázové přechody znázorněné ve fázovém diagramu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
S1S3 je přímka znázorňující přechod z plynné fáze do kapalné zvýšením tlaku. S3S1 je přímka znázorňující přechod z kapalné fáze do plynné snížením tlaku. Bod S2 odpovídá hodnotě teploty kondenzace nebo vypařování při daném tlaku. S4S6 je přímka znázorňující přechod z pevné látky do kapalné zvýšením teploty. S6S4 je přímka znázorňující přechod z kapalné fáze do pevné snížením teploty. Bod S5 odpovídá hodnotě teploty tání nebo tuhnutí při daném tlaku.
Z grafu můžeme také vyčíst, že např. horký led se získává za obrovského tlaku 2 060 MPa a netaje ani při teplotě 76 °C. Kdybychom se ho mohli dotknout, popálil by nám prsty. Je zajímavé, že "horký led" má větší hustotu než led obyčejný a dokonce i než voda: jeho specifická hustota je 1,05 kg m-3. Ve vodě by se tedy potopil, kdežto obyčejný led, na ní plave.
