SHPORA.net :: PDA | |
Main FAQ гуманитарные науки естественные науки математические науки технические науки Фазовые переходы.Ур-ие К-К. Диаграммы состояний. Фазовые переходы. Фаза – макроскопическая физически однородная часть вещества, отделенная от остальных частей системы границами раздела, так что она может быть извлечена из системы механическим путем. Фазовый переход - -переход вещества из одной термодинам. фазы в другую при изменении внешних условий Фазовые переходы I и II рода. Фазовые превращения, при которых первые производные функции меняются скачкообразно, называются фазовыми переходами первого рода. скачкообразно изменяются самые главные, первичные параметры: плотность, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Имеется в виду скачкообразное изменение этих величин при изменении температуры, давления и т. п., а не скачкообразное изменение во времени. Наиболее распространённые примеры фазовых переходов первого рода: плавление и затвердевание, кипение и конденсация, сублимация и десублимация. Фазовые превращения, при которых первые производные той же функции остаются непрерывными, а вторые производные меняются скачкообразно, называются фазовыми превращения второго рода. При фазовом переходе второго рода плотность и внутренняя энергия не меняются, так что невооружённым глазом такой фазовый переход может быть незаметен. Скачок же испытывают их производные по температуре и давлению: теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, различные восприимчивости и т. д. Фазовые переходы второго рода происходят в тех случаях, когда меняется симметрия строения вещества (симметрия может полностью исчезнуть или понизиться). Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Ради определенности будем иметь в виду процессы испарения и конденсации. Состояние вещества будем изображать точкой на плоскости ТР. На линии DK удельные термодинамические потенциалы жидкости и пара одинаковы, здесь эти фазы находятся в равновесии друг с другом. Каждая точка линии DK изображает либо жидкость, либо ее пар, либо смесь этих фаз в любых пропорциях. Кривая DK называется кривой равновесия жидкости и ее насыщенного пара или кривой испарения. Точки, лежащие левее кривой испарения DK, изображают жидкое состояние вещества, а точки, лежащие правее этой кривой, — газообразное состояние. Допустим теперь, что давление на изобаре выше критического, т. е. изобара А'В' проходит выше критической точки К. Тогда при изобарическом нагревании или охлаждении никаких превращений жидкости в пар или обратно не произойдет. Поэтому кривая испарения DK должна оканчиваться сверху в критической точке К. Теплота q называется удельной теплотой испарения. В общем случае она называется удельной теплотой фазового превращения. Например, говорят о теплоте плавления, теплоте возвозгонки и пр. Смысл этих терминов не требует пояснений. Это важное соотношение называется уравнением Клапейрона-Клаузиуса. Оно справедливо не только для испарения, но и для других фазовых превращений, сопровождающихся выделением или поглощением теплоты, например для плавления, сублимации и пр. Диаграмма состояний Здесь кривая испарения 12, кривая равновесия твердой и жидкой фаз -23(кривая плавления). Кривая плавления пересекается с кривой испарения в точке А, называемой тройной точкой. Через тройную точку должна проходить и кривая сублимации 31. Таким образом, три фазы могут находиться в равновесии друг с другом в тройной точке, при вполне определенных значениях температуры и давлении. B - точка плавления, С – точка испарения, D – точка сублимации. |