ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін
Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар
жүктеу/скачать 1,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бірінші текті фазалық ауысу
- Бірінші текті фазалық ауысу температураның тұрақтылығымен және энтропия мен көлемнің өзгерістерімен сипатталады.
- Булану және конденсация.
- Клапейрон — Клаузиус теңдеуі
- Үштік нүкте. Күй диаграммасы.
- Үштік нүкте үш
Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар.Термодинамикада фаза деп өздерінің физикалық қасиеттері жөнінен системаның біртекті бірдей бөліктерінің жинағын айтады. Фаза ұғымын мынадай мысалдар арқылы түсіндірейік. Жабық ыдыста су және оның үстінде ауа мен су буының қоспасы тұр. Бұл жағдайда біз екі фазадан тұратын системамен істес боламыз: бір фазаны су, ал екіншіні - ауа мен су буының қоспасы құрайды. Егер суға бірнеше кесек мұз тастасақ, онда мұздың бұл кесектерінің бәрі үшінші фазаны құрайтын болады, себебі бұл мұз қатты фаза деп есептеледі. Әдетте, фаза деген ұғымды, заттардың агрегатты күйін сипаттайды деп атайды, бірақ оның мәні теріңірек. Қандай да бір заттың түрліше кристалдық модификациясы түрліше фаза болып табылады. Атап айтқанда, мысалы, алмас пен графит көміртегінің түрліше қатты фазаларына жатады. Сонымен, заттың бір фазадан екінші түріне фазалық ауысуы, сол заттың қасиетінің сапалық өзгеруімен байланысты. Фазалық ауысудың екі түрі бар. Бірінші текті фазалық ауысу (мысалы, балқу, кристалдану, т.б.) жылудың фазалық ауысуы деп аталатын белгілі – бір мөлшердегі жылудың жұтылуы мен немесе бөлінуімен жүреді. Бірінші текті фазалық ауысу температураның тұрақтылығымен және энтропия мен көлемнің өзгерістерімен сипатталады. Мысалы, тордың кристалдануы үшін, оның балқуы кезінде белгілі – бір мөлшерде жылу мөлшерін беру керек болады. Ал бұл жылу мөлшері денені қыздыру үшін емес атомаралық байланысты үзу үшін берілетіндіктен, балқу процесі тұрақты температурада жүреді. Олай болса, термодинамиканың екінші бастамасына сәйкес заттың реттелген кристалдық күйінің ретсіз сұйық күйіне осылайша ауысуының өсу дәрежесі жүйе энтропиясының артуымен байланысты. Егер ауысу кері бағытта өтетін болса, онда жүйе жылуды бөледі. Екінші текті фазалық ауысу деп жылудың жұтылуына немесе бөлінуіне және көлемнің өзгеруіне байланыссыз болатын фазалық ауысуды айтамыз. Осы фазалық ауысу көлем және энтропияның тұрақтылығымен және жылу сыйымдылықтың секірмелі өзгерісімен сипатталады. Екінші текті фазалық ауысуды бірінші рет совет ғалымы Л.Д. Ландау (1908-1968) айтқан болатын.Екінші текті фазалық ауысуға белгілі бір қысым мен температурада ферромагнитті заттардың парамагнитті күйіне өтуі, металдармен кейбір қорытпалардың О К жақын температурада асқын өткізгіштік күйде болуы, электрлік кедергісінің секірмелі азаюының сипаттамасы, сұйық гелийдің (бірінші түрдегі гелий) Т = 2,9 К температурада өзінің басқа түріне өтуі (екінші түрдегі гелий), сөйтіп асқын аққыштық қасиетінің пайда болуы сияқты мысалдар жатады. Белгілі бір жағдайларда бір заттың түрліше фазалары бірімен-бірі өз ара жанаса отырып, тепе-тендікте бола алады. Екі фазаның тепе-теңдігі температураның тек белгілі бір интервалында жүзеге аса алады, онда да температураның әрбір мәніне тепе-теңдік орнайтын р қысымның белгілі бір мәні сәйкес келеді. Сөйтіп, екі фазаның тепе-теңдік күйлері (р, Т) диаграммада мына сызықпен кескінделеді: p =f (T). (1) Атап айтқанда, мысалы, сұйық пен оның қаныққан буының тепе-теңдігі үштік нүкте температурасы мен кризистік температураның арасындағы температуралық интервалда байқалуы мүмкін. Бұл жағдайда қанықкан бу серпімділігінің қисығы (1) функцияның графигі болып табылады. Бір заттың үш фазасы (қатты, сұйық және газ тәрізді фаза, немесе екі қатты және бір сұйық фаза) температура мен қысымның бір жалғызақ мәнінде тепе-теңдікте тұра алады, бұларға (р,Т) диаграммасында үштік нүкте деп аталатын сәйкес келеді. Бұл нүкте жұбымен алынған фазалардың тепе-теңдік қисықтарының қиылысында жатады. . Термодинамикада тәжірибелерге сәйкес тепе-теңдік күйде бір заттың көп болғанда үш-ақ фазасы болатындығы дәлелденді. Бір фазадан екінші фазаға ауысу әдетте жасырын жылу, яғни жай жылу деп аталатын қайсыбір жылу мөлшерінің, жұтылуына немесе бөлініп шығуына байланысты болады. Кристалдық модификациялардың бір түрінен екінші түріне ауысуы кейде жылу мөлшерін жұтуға немесе бөліп шығаруға байланысты болмайды. Мұндай ауысулар, кәдімгі бірінші текті фазалық ауысулардан бөлек, екінші текті фазалық ауысулар деп аталады. Біз тек бірінші текті фазалық ауысуларды қарастыратын боламыз. Булану және конденсация. Кез келген температурада сұйық және қатты денелерде энергиясы басқа молекулалардың сұйық немесе қатты дене бетінен бөлінуі үшін, тартылыс күштерін жеңіп шығуына, газ тәрізді күйге көшуіне жеткілікті, бірсыпыра молекулалар болады. Сұйықтың газ тәрізді күйге ауысуы булану деп аталады, ал қатты дененің газ күйіне ауысуы сублимация деп аталады. Қатты денелердің бәрі, түгелінен, қай дәрежеде болғанымен сублимацияға (буға айналу) ұшырайды. Кейбір, мысалы, көмір қышқылы сияқты заттарда сублимация процесі елеулі жылдамдықпен өтеді; ал басқа заттарда бұл процестің, кәдімгі температуралардағы баяу өтуі соншалық, іс жүзінде ол сезілмейді. Булану және сублимация кезінде денеден анағүрлым тез қозғалатын молекулалар шығып кетеді де соның салдарынан қалған молекулалардың орташа энергиясы азайып, дене суйды. Буланған (немесе сублимацияланған) дененің, температурасын тұрақты етіп ұстау үшін, оған сырттан үздіксіз жылу келтіріп тұру қажет. Булану температурасында тұрған заттың бір өлшем массасың түгелінен буға айналдыру үшін жұмсалатын жылу q меншікті булану (немесе сублимация) ж ы л у ы деп аталады. Конденсация кезінде булануға жұмсалған жылу кері қайтарылады: конденсация кезінде пайда болған сұйық (немесе қатты дене) қызатын болады. Сұйықтың булану жылуын есептеп шығарайық. Сұйық мөлшерінін, бір шама буланып, газ тәрізді фазаға ауысқан кезде, молекулалар беттік қабатта әсер ететін күштерге қарсы жұмыс өндірулері керек. Бұл күштер қабат қалыңдығына тең жолда әсер етеді. Бұл жолдағы күштердің орташа мәнін <f> арқылы, ал сұйқтың бірлік массасындағы молекулалар санын n арқылы белгілеп, беттік қабатта әсер етуші күштерге қарсы жұмысты п<f>r түрінде жазуымызға болады. Булану процесіне байланысты заттың көлемі өседі, осының салдарынан да сыртқы күштерге қарсы жұмыстың орындалу қажеттігі туады. Егер булану түрақты сыртқы р қысымда өтетін болса, сыртқы күштерге қарсы орындалатын жұмыс мынаған тең болады: p(Vб - Vc ), мұндағы Vб және Ус - бу мен сұйықтың меншікті көлемдері. Жоғарыда көрсетілген жұмыстардың екеуі де, q булану жылуының есебінен орындалады. Сөйтіп, q= п<f>r - p(Vб - Vc ), (2) Бұл (2) өрнектен, булану жылуы температураға байланысты азаятыны байқалады. Шынында да, температура артқан сайын қаныққан будың тығыздығы артады да, бұл өзінің, кезегінде беттік қабатта тұрған молекулаға әсер ететін күшті кемітеді. Сондай-ақ, қаныққан бу мен сұйықтың меншікті көлемдерінің айырмашылығы кемиді. Демек, температура артқан сайын (2) өрнектегі қосылғыштардың екеуі де азаяды. Кризистік температурада булану жылуы нольге айналады. Сұйық пен оның буының арасында тепе-теңдік пайда болу процесін қарастырайық. Жарым-жартылай сұйық толтырған бітеу ыдысты алып ( 1-сурет), алғашқыда сұйық үстіндегі кеңістіктен зат түгел сорып алынған деп ұйғарайық. Булану салдарынан сұйық үстіндегі кеңістік молекулаларға тола бастайды. Газ тәрізді фазаға ауысқан молекулалар, хаосты қозғала отырып, сұйық бетімен соқтығысатын болады, содан бұл соқтығыстардың бір бөлегіне байланысты молекулалар сұйық фазаға ауысады. Уақыт бірлігінде сұйық фазаға ауысатын молекулалардың саны, сөз жоқ, сұйық бетіне соқтығысатын молекулалардың санына пропорционал болады, ал бұл өзінің, кезегінде поға пропорционал, яғни р қысымға байланысты өседі. Демек, буланумен қатар молекулалардың газ тәрізді фазадан сұйық фазаға көшуінің кері процесі жүріп жатаы және оның, интенсивтігі сұйықтың, үстіндегі кеңістікте молекулалар тығыздығы ұлғайған сайын өседі. Қысым (берілген температураға сәйкес) белгілі бір нақтылы мәнге жеткеннен кейін, сұйықтан шығып жатқан молекулалардың саны мен оған кері қайтып жатқан молекулалардың саны бірдей боп шығады. Осы мезеттен бастап, будың тығыздығының өзгеруі тоқталады. Сұйық пен будың арасында өзгермелі тепе-теңдік пайда болады (1-сурет) және ол системаның көлемі немесе температурасы қашан өзгергенге дейін бұзылмайды. 1 - сурет Өзгермелі тепе-теңдікке сәйкес келетін қысым, қаныққан будың қысымы рқ.б болып табылады. Егер ыдыс көлемін ұлғайтсақ, будың қысымы төмендеп кетеді де, тепе-теңдік бұзылатын болады. Соның нәтижесінде сұйықтың қосымша мөлшері буға айналады да, қысым тағы да р к.б -ға тең. боп шығады. Осыған ұқсас көлемнің азаюы да будың бір шама мөлшерінің сұйыққа айналуына байланысты болады. Уақыт бірлігінің ішінде сұйықтан бөлінІп шығатын молекулалар саны температураға байланысты күшті артады. Сұйық бетіне соқтығысатын молекулалар санының температураға байланыстылығы кемірек болады (<> арқылы ретінде). Сондықтан температураны арттырған кезде фазалар арасындағы тепе-теңдік бұзылады да, біршама уақыт ішінде сұйық - бу бағытындағы молеқулалар ағыны бу - сұйық бағытындағы молекулалар ағынынан басым болады. Бұл жағдай, қашан қысымның артуы, өзгермелі тепе-теңдікті қайта қалыптастырғанға дейін созылады. Сөйтіп, сұйық пен будың арасьнда өзгермелі тепе-теңдік пайда болатын қысым, яғни қаныққан будың қысымы, температураға байланысты болады. Сұйық пен газдын. арасындағы тепе-теңдік жөнінде айтылғанның бәрін қатты дене-газ системасы үшін. де қолдануға болады. Әрбір температураға қатты дене мен газдың арасында өзгермелі тепе-теңдік қалыптасатын қысымның нақтылы мәні сәйкес келеді. Көптеген денелер үшін, мысалы, қатты металдар сияқты денелер үшін, бұл қысымның, кәдімгі температураларда аз болатыны сонша, оны өте сезгіш құралдар арқылы да анықтауға болмайды. 
Балқу және кристалдану.Кристалдық дененің сұйық күйге көшуі әр зат үшін белгілі бір температурада өтеді де, балқу жылуы дейтін бір шама жылу мөлшерін жұмсауды қажет етеді. Алғашқыда кристалдық күйде түрған денеге минут сайын бірдей жылу мөлшері жұмсалса, онда дене температу р а с ының, уақытқа байланысты өзгеруі 2 -суретте көрсетілгендей болады. Бастапқы кезде дененің температурасы біртіндеп өседі. Балқу температурасына Тбал жеткеннен кейін ( 2 -суреттегі 1 нүкте), денеге жылудың бұрынғыша берілгеніне қарамастан, онын температурасының өзгерісі тоқталады. Осы кезде қатты дененің балқу процесі басталады да, соның барысында заттың жаңа үлестері біртіндеп сұйыққа айнала береді. Балқу процесі аяқталғаннан кейін және зат толығымен сұйық күйге ауысып болғаннан кейін ( 2 -суреттегі 2 нүкте) температура тағы да жоғарылай бастайды. Аморф дененің қыздыру қисықтығының түрі бұдан өзгеше (2 -суреттегі пунктирмен сызылған қисықты қараңыз). Бір қалыпты жылу берген жағдайда аморф дененің температурасы үздіксіз өседі. Аморф денелерде нақтылы сұйық күйге көшу температурасы болмайды. Бұл көшу секірмелі емес, үздіксіз жүзеге асады. Тек дененің жұмсауы қай температуралар шегінде жүзеге асатынын көрсетуге болады. Мұның өзі сұйықтар мен аморф денелер тек молекулаларының қозғалғыштық дәрежесімен айырылатынын - аморф денелердің, бұрын ескерткеніміз бойынша, күшті асыра суытқан сұйықтарға жататындығымен түсіндіріледі. Балқу температурасы қысымға байланысты болады. Сөйтіп, кристалдық күйдің сұйық күйге ауысуы, қысым мен температураның мәндерімен сипатталатын белгілі бір жағдайларда жүзеге асады. Бұл мәндердің жинағына (р, Т) диаграммадағы балқу қисығы деп аталатын қисық сәйкес келеді. Балқу қисығы өте шұғыл болыпа келеді. Мұздың балқу температурасын, мысалы, 1 градусқақа өзгерту үшін, қысымды 132 ат-ға өзгерту керек. Балқу қисығының нүктелері кристалдық фаза мен сұйық фазаның бір-бірімен тепе-теңдікте қандай жағдайларда тұра алатынын көрсетеді. Балқуға кері кристалдану процесі мына түрде өтеді. Сұйықты берілген қысымда, қатты фаза мен сұйық фаза тепе-теңдікте бола алатын температураға дейін (яғни балқу басталатын температураға дейін) суытқан кезде, кристалдану ұрығы немесе кристалдану центрі дейтіндердің маңайында кристалликтердің жаппай өсуі басталады. Біртіндеп ірілене отырып, жеке кристалликтер ақыр аяғында өз ара бірігіп, поликристалдық қатты дене құрайтын болады. Кристалдану центрлерінің ролін, сұйықтың ішінде қалқып жүрген қатты бөлшектер атқара алады. Осындай бөлшектерден әбден тазартылған сұйықты, кристалликтер пайда болмай-ақ, кристалдану температурасынан төменгі температураға дейін суытуға болады. Осындай асыра суытылған сұйықтың күйі метастабильді күйге жатады. Сұйықтың бірден тепе-теңдік температурадағы сұйыққа және кристалға жіктеліп кетуіне оған бір тозаңның түсіп кетуі жеткілікті. Алайда, кейбір жағдайларда сұйық молекулаларының қозғалғыштығы асыра суытқан кезде нашар болатындығы сонша, метастабильдік күй өте ұзақ уақыт сақтала алады. Мұндай жағдайларда сұйықтың аққыштығы өте нашар болады да, зат аморф қатты денеге айналады. Кристалдану кезінде, балқу кезінде қанша жылу жұмсалса, сонша жылу бөлініп шығады. Клапейрон — Клаузиус теңдеуі Өткен параграфтардан біз заттың кез келген екі фазасының тепе-теңдік күйде шамасы температураға тәуелді болатын тек белгілі бір қысым кезінде ғана бола алатынын көрдік. Бұл тәуелділіктің жалпы түрін термодинамиканың екінші бастамасының көмегімен шығарып алуға болады. Ол үшін берілген заттың өз ара тепе-теңдіктегі екі фазасынан тұратың системаға қатысты Карно циклін қарастырайық. Екі фазалық система үшін (р, V) диаграммасындағы Карно циклі 3-суретте көрсетілгендей болады (қыздырғыш пен суытқыш температураларының айырмасы өте аз  шамасы деп ұйғарылып отыр). Температурасы Т изотерманың горизонталь учаскесінің шеткі нүктелері
1 және 2 цифрларымен белгіленген. 1 және 2 күйлер бір фазалы күйлер болып табылады. 1—2 кесіндісінің аралық нүктелерінің бәрі бір-бірінен зат массасының бірінші және екінші фаза арасында бөлінуі арқылы айырылатын екі фазалық күйлерді кескіндейді. Изотермиялық процесс  заттың қайсыбір m массасының фазалық ауысуымен байланысты болады. Сол кезде заттың көлемі  - ға тең өсімше алады, мұндағы мен - бірінші және екінші фазалардың
меншікті көлемдері. Мұндай ауысу жүзеге аса 
алатын болу үшін, затқа mq12 - ге тең Q1 жылу мөлшерін беруге тиіспіз, мұндағы q12 — Т температура жағдайында 1 күйден 2 күйге ауысқан кезде жұтылатын меншікті жылу. Q1 жылу системаның циклдің барысында қыздырғыштан алатын жылуын білдіреді. Суытқышқа жылу  изотермиялық процестің барысында беріледі. Берілген жылудың мөлшері мынаған тең: Q2 = т'q12 мұндағы - Т- температура жағдайында 1—2 ауысу жылуы, ал т'— процестің барысында фазалық ауысуға ұшыраған зат мөлшері. Заттың бұл мөлшерінің m - нен аз ғана айырмашылығы бар, өйткені заттың қайсыбір мөлшері адиабаталық процестің барысында фазалық ауысуға ұшырайды.
Цикл ішінде орындалатын жұмыс А сан жағынан, цикл ауданына тең. Сондықтан мынаны жаза аламыз:  ( 1 )
Бұл (1) теңдеуі жуықтап алынған. нольге ұмтылған кездегі (ол үшін нольге ұмтылуы керек) шекте (1) өрнегі дәл теңдеуге айналады. Цикльдің п. ә. коэффициенті анықтама бойынша мынаған тең:  (2 )
Сонымен қатар мынаны жазуға болады:  (3)
(2) және (3) өрнектерді бірімен-бірін теңестіре отырып, үшін мынаны аламыз:   . Бұдан  , (4)
нольге ұмтылғандағы шекте (4) жуық теңдеу мынадай дәл теңдеуге айналады:  (5)
Соңғы (5) қатысы Клапейрон - Клаузиус формуласы (немесе теңдеуі) деп аталады. Клапейрон - Клаузиус теңдеуі температура бойынша тепе-теңдік қысымнан алынған туындыны жылуға ауысумен, теңбе-теңдіктегі фазалардың температурасы және меншікті көлемдерінің айырымымен байланыстырады.(5) бойынша  - туындының таңбасы, жылудың жұтылуы кезінде болатын фазалық өтумен қоса жүретін көлемнің езгерісіне - артуына немесе кемуіне тәуелді болады. Сұйық не қатты дене буланған кезде көлем әрқашан артады, сондықтан булану қисығы үшін, сондай-ақ сублимация қисығы үшін тек оң таңбалы болуы мүмкін: температураның артуы тепе-теңдік қысымның артуына әкеп соғады.
Балқыған кезде көлем әрқашан артады, демек, >0: қысымның ұлғаюы балқу температурасының Т артуына әкеп соғады. Алайда, кейбір заттарда, мәселен, суда сұйық фазаның көлемі қатты фазаның көлемінен
кем болады  . Бұл жағдайда <0 — қысымның артуы балқу температурасының төмендеуімен қосарлана жүреді. Мұзды күшті қысымға ала отырып, оның балқу температурасын 0° С-тан арттырмай-ақ, ерітуге болады.
Бір кристалдық модификациядан екіншісіне ауысу температурасы, қысым артқанда қатты фазаның қайсысының меншікті көлемі артық болатынына қарай жоғарлауы да, төмендеуі де мүмкін. Су қатқан кезде көлемін ұлғайтатыны белгілі. Осы себепті де суға қарағанда мұздың тығыздығы аз болады. Үштік нүкте. Күй диаграммасы. Затты сұйық күйінде алып онымен тепе-тендікте тұрған қаныққан буды қарастырайық та, көлемін өзгертпей одан біртіндеп жылу алатын болайық. Бұл процесс заттың температурасының төмендеуімен және соған сәйкес қысымының төмендеуімен байланысты болады. Сондықтан (р, Т) диаграммада зат күйінсуреттейтін нүкте төмен қарай булану қисығының бойымен қозғалатын болады (4 - сурет).Бұл қысымның тепе-теңдік мәніне жауап беретін заттың кристалдану температурасына жеткенге дейін созылады. Бұл температураны Түш арқылы белгілейік. Кристалдану жүріп жатқ ан уақыт бойы, температура мен қысым ұдайы тұрақты болып қала береді. Сол кезде сыртқа әкетіліп жатқан жылу, кристалдану кезінде бөлініп жатқан жылу боп табылады. 
Температура Түш және соған сәйкес тепе-теңдік қысым рүш - қатты, сұйық және газ тәрізді фаза сияқты заттың үш фазасының үшеуі де тепе-теңдікте тұратын температура мен қысымның жалғыз мәні. Диаграммадағы (р,Т) соған сәйкес нүкте үштік нүкте деп аталады. Сөйтіп, үштік нүкте заттың үш фазасының үшеуі де тепе-теңдікте тұра алатын шарттарды анықтайды. Кристалдану процесі аяқталғаннан кейін тепе-теңдік күйде қатты фаза мен газ тәрізді фаза қалады. Егер заттан жылу алуды одан әрі соза берсек, температура тағы төмендей бастайды. Соған сәйкес кристалдық фазамен тепе-теңдікте тұрған будың, қысымы да азая бастайды. Зат күйін көрсететін нүкте сублймация қисығының бойымен төмендей бастайды. Үштік нүкте температурасы, рүш қысымда тұрып заттың балқитын температурасы болады. Бұдан басқа қысымдарда заттың, балқу температурасы басқаша болады. Заттың балқу қысымы мен балқу температурасының арасындағы байланыс үштік нүктеден басталатын балқу қисығы арқылы кескінделеді. Сөйтіп, үштік нүкте қатты және сұйық, сұйық және газ, ақырында, қатты және газ күйлерінін тепе-теңдік 
(5 – сурет) жағдайларын анықтайтын үш қисықтың қиылысқан нүктесі болады. Қатты және сұйық фазаның меншікті көлемдерінің қатысына байланысты, балқу қисығының барысы не 4 -суретте көрсетілгендей болады, не 5 -суретте көрсетілгендей болады. Балқу, булану және сублимация қисықтары, координата жазықтығын үш облысқа бөледі. Сублимация және балқу қисықтарының сол жағында қатты фаза облысы, балқу және булану қисықтарының арасында сұйық күйлер облысы, ақыр аяғында, булану мен сублимация қисықтарының оң жағында заттың газ күйлерінің облысы жатыр. Бұл облыстардың бірінен қалауымызша алған нүкте заттың сәйкес бір фазалы күйін көрсетеді (біз ұдайы тек тепе-теңдік күйді, яғни заттың сыртқы жағдайлар тұрақты болғанда, қанша ұзақ болса да тұра алатын күйін сөз етіп отырмыз). Бұл облыстарды шектейтін қисықтардың біреуінде жатқан кез келген нүкте, заттың тиісті екі фазасының тепе-теңдік күйін көрсетеді. Үштік нүкте үш фазаның барлығының тепе-тендік күйін кескіндейді. Сөйтіп, диаграммадағы әрбір нүкте заттың белгілі бір тепе-теңдік күйін кескіндейді. Сондықтан да оны к ү й диаграммасы деп атайды. Дағдылы заттардың көпшілігінде үштік нүкте атмосфералық қысымнан едәуір төмен жатады, сондықтан бұл заттардың қатты күйден газ тәрізді. күйге өтуі екг арадағы сұйық фаза арқылы жүзеге асады. Атап айтқанда, мысалы, судың үштік нүктесіне 4,58 мм. сын. бағанасындағы қысым және 0,0075° С температура сәйкес келеді. Көмір қышқылы үшін үштік нүкте қысымы 5,11 ат -ға тең (үштік нүкте температурасы - 56,6°С). Сондықтан көмір қышқылы атмосфера қысымында тек қатты және газ тәрізді күйлерде ғана болады. Қатты көмір қышқылы (құрғақ мұз) тікелей газға айналады. Көмір қышқылының атмосфералық қысымдағы сублимация температурасы - 78°С-қа тең. Қорыта келіп, күй диаграммасының тағы бір ерекшелігін атап өтейік. Булану қисығы кризистік К нүктесімен аяқталады. Сондықтан сұйық күйлер облысынан газ тәрізді күйлер облысына кризистік нүктені айналып, булану қисығын қимай-ақ ауысуға мүмкіншілік туады (4-суретте пунктирмен көрсетілген 3-4 ауысуды қараңыз). Мұндай ауысудың (р, V) диаграммада қандай болып келетіні 276-суретте көрсетілген. Бұл жағдайда сұйық күйден газ тәрізді күйге ауысу (және керісінше) бір фазалық күйлердің тізбегі арқылы үздіксіз жүзеге асады. Сұйық және газ күйлердің арасында үздіксіз ауысудың мүмкін болатыны оларды айырмашылық сапалық жағынан гөрі тек сандық сипатты айырмашылықтың болуында, атап айтқанда, бұл күйлердің екеуінде де анизотропия болмайды. Кристалдық күйден сұйық немесе газ тәрізді күйге үздіксіз ауысу мүмкін емес, өйткені кристалдық күйдің басты ерекшелігіне, өзімізге белгілі, оның анизотропиясы жатады. Ал, анизотропиясы бар күйден, анизотропиясы жоқ күйге өту тек секірмелі жүзеге асуы мүмкін анизотропияның жарым-жартылай пайда болуы мүмкін емес, анизотропия не бар, не жоқ болуы мүмкін, үшінші мүмкіншілікке жол жоқ. Осы себепті сублимация қисығы мен балқу қисығы, булану қисығының кризистік нүктеде үзілетіні сияқты, үзіліп қала алмайды. Сублимация қисығы р = 0 және Т = 0 нүктесіне барады да, ал балқу қисығы шексіздікке кетеді. Тап солай, бір кристалдық модификациядан екіншіге үздіксіз ауысу мүмкін емес. Түрліше кристалдық модификациялар бір-бірінен өздеріне тән симметрия элементтері арқылы өзгеше боп келеді. Кез келген элемент симметриясы не бар, не жоқ болып келетіндіктен, бір қатты фазадан екіншіге ауысу тек секірмелі өтуі мүмкін. Сол себепті, екі қатты фазаның, теңбе-теңдік қисықтары булану қисығы сияқты, шексіздікке кетеді жүктеу/скачать 1,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|