Фазалар тепе-тењдігі
Екінші текті фазалық өзгерістер
жүктеу/скачать 2,29 Mb.
|
Лекции № 11-13 Гетерогенді тепе-теңдік термо-сы
- Бұл бет үшін навигация:
- Бір компонентті жүйе
| Екінші текті фазалық өзгерістер
Екінші текті фазалық өзгерістер деп жүйенің Гиббс энергиясы және оның температура мен қысым бойынша алынған бірінші туындылары үздіксіз өзгеріп, екінші туындыларының секірмелі өзгеруі арқылы фазалық өзгерістерді айтады. Яғни екінші текті фазалық өзгерістерде зат бір фазадан екінші фазаға тепе-теңдік күйде айналған кезде жүйенің жылу сыйымдылығы ( ), көлем ұлғаю коэффициенті (α) және сығылғыштығы (β) секірмелі түрде өзгереді: Екінші текті фазалық өзгерістерге мысал ретінде сұйық гелийдің аса аққыштық күйге, темірдің ферромагниттік күйден парамагниттік күйге, металдардың қалыпты күйден аса өткізгіш күйге айналуын келтіруге болады. Эренфест теңдеуі. Клапейрон-Клаузиус теңдеуін түрлендіру арқылы екінші текті фазалық өзгерістерге қолданылатын Эренфест теңдеуі алынады. Екінші текті фазалық өзгерістерде және , сондықтан (І.27)-теңдеуді бұл жағдайда қолдануға болмайды ( ); Лопиталь ережесін қолданып белгісіздікті шешу арқылы Эренфесттің мынадай екі теңдеуін аламыз: (І.44) (І.45) Бірінші текті фазалық өзгерістердің Клапейрон-Клаузиус теңдеуі сияқты, (І.44) және (І.45)-теңдеулер екінші текті фазалық өзгерістер үшін температура мен қысымның байланыстылығын бейнелейді. Бір компонентті жүйе Бір компонентті жүйелер үшін Гиббстің фазалар ережесі (егер жүйеге температура мен қысым ғана әсер ететін болса) былай жазылады: Е=1-Ф+2=3-Ф (І.46) Бұл теңдеуден бір компонентті жүйелерде бір мезгілде үштен артық фаза тепе-теңдікте болмайтынын көреміз (Ф үштен артық болса Е теріс болып кетеді). Және Е≤2, өйткені фазалар саны бірден кем болуы мүмкін емес. Фазалардың санына қарап жүйе дивариантты (Ф=1; Е=2), моновариантты (Ф=2; Е=1) және инвариантты (вариантсыз, тепе-теңдікті бұзбай отырып екі параметрді (температура мен қысымды) бірдей өзгертуге болады. Заттардың әр түрлі агрегаттық (қатты, сұйық, бу) күйде болуы сыртқы қысым мен температураға байланысты болатындықтан дивариантты жүйенің бір фазалық күйін сақтау үшін қысым мен температураны белгілі бір шекке дейін ғана өзгерте аламыз. Егер өзгерту шектен шығып кетсе жүйенің варианттылығы бұзылып, фазалардың саны өзгереді. Моновариантты температураны, не қысымды өзгерте аламыз: егер температураны өзгертсек (өсіріп не төмендетсек), температураға тәуелді түрде қысым да өзгереді. Сол сияқты қысымды өзгертсек оған функционалды байланыста температура өзгереді. (Қысым мен температураның бір-біріне тәуелділігін Клапейрон-Клаузиус теңдеуі (І.29) көрсетеді). Инвариантты жүйенің тепе-теңдігі (үш фазалық тепе-теңдік) қысым мен температураның белгілі бір тұрақты мәндерінде ғана болатындықтан олардың яғни (қысым және температура) ешқайсысын да өзгертуге болмайды, жүйе вариантсыз (Е=0). жүктеу/скачать 2,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|