SHPORA.net :: PDA

Login:
регистрация

Main
FAQ

гуманитарные науки
естественные науки
математические науки
технические науки
Search:
Title: | Body:

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.