5-дәрістік сабақ. Газдардағы тасымалдау құбылыстары
жүктеу/скачать 0,84 Mb.
|
5-лекция
| Фазалық ауысулар.
Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Реал газдардың тәжірибелік изотермаларын зерттеуде, олардың бірдей сыртқы шарттарда, әртүрлі фазаларда - сұйық және бу күйлерінде болатыны анықталды. Фаза деп шекаралық бетпен бөлінген, барлық нүктелерінде физикалық қасиеттері бірдей жүйе бөлігі айтылады. Егер шекаралық бетпен бөлінген, екі немесе бірнеше фазалардың бірінің есебінен екіншісінің массасы өзгермесе, онда фазалық тепе- теңдік орнайды. Заттың бір фазадан екінші фазаға өтуі фазалық ауысу немесе айналу деп аталады. Ол бірінші және екінші түрдегі фазалық ауысулар болып екіге бөлінеді. Бірінші түрдегі фазалық ауысу жылу берілу немесе алынумен қабат жүреді және бұл кезде заттың физикалық сипаттамалары үздіксіз өзгерісте болады. Екінші түрдегі фазалық ауысуда заттың кейбір қасиеттері кенеттен секіріп өзгереді. Бұл ауысудың негізгі ерекшелігі алмасу жылуының болмауы. Бірінші түрдегі фазалық ауысыларға булану, балқу, конденсациялану, қату құбылыстары немесе процестері жатады. Екінші түрдегі фазалық ауысуға ферромагнетиктің Кюри нүктесінен өтіп кетуі (қыздыру кезінде домендердің орналасу тәртібінің өзгеруіне сәйкес ферромагниттік қасиеттерінің жоғалуы), гелий І -дің гелий ІІ –ге ауысуы, өткізгіштің асқын өткізгіштік күйге өтуі және т.б. жатады. Бірінші түрдегі фазалық ауысулар жүзеге асатын жылу мөлшерлері жасырын немесе ауысу жылуы деп аталады. Мысалы, сұйық буға айналу кезінде жасырын булану, ал қатты дене балқыған кезде еру немесе балқу жылулары туралы айтылады. Бұл процестер тұрақты қысым мен температураларда жүретіндіктен, ауысу жылуы энтальпия айырымына тең:
Бұл жерде (газдар үшін), (сұйықтар үшін). Олай болса, (34) Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Фазалық тепе-теңдік қисығын тағайындайтын тәуелділікті аналитикалық жолмен де алуға болады. . (35) Мұндағы – қаныққан бу қысымы. (6.21) өрнек Клапейрон-Клаузиус теңдеуі деп аталады және ол, қысымның өзгерісі арқылы, кез-келген фазалық ауысу температурасының өзгерісін есептеп табуға мүмкіндік береді. Зат күйінің диаграммасы. Үштік нүкте. Қатты денелерде де, сұйықтардағы сияқты, оның бетін кез-келген температурада тастап кетуге энергиялары жеткілікті, молекулалар мен атомдар болатыны тәжірибелер арқылы дәлелденген. Яғни, қатты дене, сұйық күйге айналмай-ақ, бірден газ тәрізді күйге ауыса алады. Заттың, осы, қатты фазадан бірден газ тәрізді фазаға ауысу құбылысы, сублимация деп аталады. Сублимация қатты дененің булануы. Ол, қатты және газ тәрізді фаза мүмкін болатын, барлық қысымдар мен температураларда жүзеге асады. Бұл құбылыс өте жақсы байқалатын қатты денелерге камфара, нафталин және т.б. жатады. Қатты денелер, қайсыбір нақты температуралар мен қысымдарда, өзінің буымен тепе-тең күйде бола алады. Бұл бу, сұйықтардағы сияқты, қаныққан бу деп аталады. Қысым мен температураның белгілі мәндерінде, заттар бір уақытта қатты, сүйық және газ тәрізді фазаларда, динамикалық тепе-тең күйде бола алады. Бұл күй қатты дене мен сұйық бетіндегі қаныққан будың қысымы теңескенде орнайды. Егер сұйық бетіндегі қаныққан бу қысымы кристалл бетіндегі бу қысымынан артық болса, сұйық булана отырып конденсацияланады да, бірден қатты денеге айналады. Ал, керісінше, кристалл бетіндегі қаныққан бу қысымы жоғары болса, ол конденсациялана отырып, сұйыққа айналады. Әдебиеттер: Н.Ілиясов. Жалпы физика курсы. Алматы: «Білім», 2003ж. И.В.Савельев. Жалпы физика курсы. I-том-Алматы. Мектеп, 1977ж. Аскарова Э.С. Молекулярная физика. Алматы, 2006г. Құлбек М.Қ. Молекулалық физика және термодинамика. Алматы: «Қарасай», 2005ж. жүктеу/скачать 0,84 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|