Реферат тақырыбы: фазалық ауысулар тобы: фек-205 орындағАН: молдарахмет ерасыл қабылдағАН: профессор баймолда досан
жүктеу/скачать 361,14 Kb.
|
Молдарахмет Ерасыл реферат фазалық вуысулар
- Бұл бет үшін навигация:
- Фазалық ауысудың екінші түрі
- Фазалық ауысудың екінші түріне мысал
| Фазалық ауысудың бірінші түрі – бұл ауысу жылу жұтылумен немесе жылу шығарумен анықталады. (мысалы, балқу, кристализация). Ол температураның тұрақтылығымен, энтропия мен көлемнің өзгеруімен сипатталады.
Фазалық ауысудың екінші түрі – ауысу жылу шығару немесе жұтылу және көлемнің өзгеруімен байланысты емес. Ол энтропия мен көлемнің тұрақтылығымен, жылу сыйымдылығының үрдіс өзгеруімен сипатталады. Фазалық ауысудың екінші түрі симметрияның өзгеруімен байланысты: ауысудың ең жоғарғы нүктесі төменгі нүктесінің ауысуына қарағанда жоғарғы симметриямен ерекшеленеді. Фазалық ауысудың екінші түріне мысал: Ферромагниттік заттың белгілі бір қысымда және температурада парамагниттік күйге ауысуы, металмен қорытпаның төменгі температурада аса өткізгіш күйге өтуі , жай сұйық гелийдің аса аққыш сұйықтыққа айналуы. Егер жүйе химиялық біртектес заттан тұратын немесе оның қосындысы бір компонентті болса, онда фаза түсінігі агрегаттық күй түсінігімен сәйкес келеді. Фазалық өзгеріс күйі диаграммасы түрінде алып қарайтын болсақ, (Р,Т) координатасында фазалық ауысу температурасы мен қысым арасындағы тәуелділік булану (КИ) , балқу ( КП) мен сублимация (КС) қисықтары түрінде беріледі, олар диаграммалық сызықты үш ауданға бөледі: олар қатты (ТТ) , сұйық (ж) және газ (г) күйіндегі фазаға дәл келеді. Әрбір нүкте берілген фазалық тепе – теңдікке сай келетін диаграммадағы қисық фазалық тепе – теңдік қисығы деп аталады. Бір нүктеде фазалық тепе – теңдік қисықтары қиылысады және ол бір қалыпты тепе – теңдіктің үш фазалық күйінің тепе – теңдігін анықтайды, ондай нүкте үштік нүкте деп аталады. Судың үштік нүктесі 273,16 К температураға сай келеді (немесе 0,010 С Цельсий шкаласы бойынша ) және термодинамикалық температураның шкаласын құру үшін негізгі реперлік нүкте болып табылады. Клапейрон - Клаузиус теңдеуі : тепе – теңдік қисығының көлбеуін анықтауға мүмкіндік береді. Мұндағы L – фазалық ауысудың жылуы ( мысалы, балқу кезінде - меншікті балқу жылуы ) , (V2 - V1) – бір фазадан екінші фазаға ауысқандағы заттың көлемінің өзгеруі, Т – ауысу температурасы ( мысал, балқу кезінде – температура балқуы Тбалқ. ). L және Т әрқашанда оң, онда тепе – теңдік қисықтың көлбеуі (V2 - V1) белгісімен анықталады. Сонымен булану және сублимация кезінде көлем әрқашанда өседі, сондықтан болады. Балқу кезінде көп заттың көлемі өседі; сондықтан яғни қысымның үлкеюі балқу температурасын көбейтуге алып келеді. (суретте КП). Кейбір заттар үшін (су, шойын) сұйық фазаның көлемі қатты фазаның көлемінен кіші болады, яғни ; сондықтан қысымның жоғарлауы балқу температурасының төмендеуіне алып келеді. ( суреттегі штрихталған сызық) Күй диаграммасы, заттың Р және Т- да қандай күйде болатынын анықтайды және ол кезеңде қандайда фазалық ауысулар болатынын білдіреді. Мысалы, суретте белгіленген: 1 заттың - қатты күйде (ТТ), 2- газ күйінде (Г) , 3- сұйық күйінде (Ж) және газ күйінде. 4-5-6 изобаралық қыздыру кезеңінде, 5 нүктеде балқу, ал 6 нүктеде қайнау басталады. Ал 7-8 қыздыру кезеңінде қатты дене сұйық фазаға өтпей газға айналады. Изотермалық 9-10 қысымда зат үш кезеңнен өтеді; газ→сұйықтық→кристалл. Булану қисығы кризистік (К) нүктемен аяқталады. Сондықтан, заттың сұйық күйден үздіксіз ауысуы және керісінше булануды қиылысу қисығынсыз, яғни фазалық ауысумен жалғаспайтын кризистік нүктені айналып өтіп ауысуы мүмкін. Сондықтан заттың сұйық күйден газды күйге ауысуы кризистік нүктеге байланысты. Бұл мүмкін, себебі, газ бен сұйықтың арасындағы айырмашылық таза сапалылық болып табылады (мысалы, осы екі күйде изотроптық болып табылады). Кризистік нүкте булану қисығы үшін қандай да бір орын алады, сондықтан қисық балқу және сублимация үшін үзіліп кете алмайды, фазалық ауысу кезінде секіру түрінде ауысу кристалдық сұйық күйде немесе газ түрінде бола алады (фазалық ауысу нәтижесі). Балқу қисығы шексіз болады, ал сублимация қисығы Р=0 және T=0 болатын нүктеге барады. Жүйелер гомогенді және гетерогенді болып екіге бөлінеді. Бірдей фазадан құралған жүйе гомогенді деп аталады. Бірнеше фазадан құралған жүйе гетерогенді дейді. Мысалы, бірнеше газдардың қоспасы бір фазадан, ал ішінде мұз түйіршігі бар салқын су немесе су мен бу екі фазадан тұрады. Компонент дегеніміз жүйеден бөліп алғанда өз қасиетін, құрамын ешбір өзгеріссіз ұзақ мерзімге дейін сақтайтын, біріңғай химиялық құрылымдағы бөлшек. Оған мысал ретінде мұз, су, буды алайық. Егер бір жабық ыдыста мұз, су, буды тепе-теңдік жағдайында ұстасақ, бірдн үш агрегаттық күйді байқаймыз. Мұндағы мұздың да, судың да, будың да химиялық құрамы бірдей, демек жүйе бір компонентті. Фазалық түрлену немесе фазалық ауысу деп заттардың бір фазадан екінші фазаға ауысуын айтады. Фазалық ауысу 2 класқа бөлінеді. Бірінші текті фазалық ауысуға булану, возгонка және балқу жатады.Бұл ауысу кезінде жылу бөлінеді немесе сіңірледі және фазалардың көлемі өзгереді. 2 ретті фазалық ауысу мұндай қасиеттерді көрсетпейді. Тепе-теңдік жағдайындағы гетерогендік жүйедегі температура (Т), қысым (р), химиялық потенциал (μ) және де басқа біріктірілген күштер жүйеде өзгермейді, ал энтропия (S), көлем (V), жылу сыйымдылығы (Ср,С V) фаза шекарасында секірмелі өзгереді. Химиялық термодинамикада жүйелердің еркіндік дәрежелерінің саны немесе варианттылығы деген түсініктердің орны ерекше. Құрамындағы тәуелсіз компоненттердің санына сәйкес термодинамикалық жүйелер бір компонентті, екі компонентті, үш компонентті т.б. болып бөлінеді. Мұндағы компонент саны кезкелген фазаның құрамын анықтауға болатын заттың ең аз мөлшерімен анықталады. Мысалы, мырыш нитратын суда ерітіп, енді осы ерітіндіден су мен мырыш нитратын әр түрлі әдістермен бөліп кристаллогидраттар алады. Әйтсе де бұл жүйе екі компонентті, өйткені су мен мырыш нитратынан бұл жүйенің кез келген кристаллогидратты фазасын алуға болады. Күрделі жүйенің тәуелсіз компоненттер санын осы заттардың концентрациялармен байланысқан теңдеу санын шегеру арқылы анықтайды. Ал тепе-теңдік жағдайында фаза саны шексіз болмайды. Мұндағы фазалар саны 1876 жылы Гиббс тұжырымдаған фазалар ережесінің көмегімен анықталады. Жүйеге мысалы, электрлік не магниттік өріс, гравитациялық күштер, температура, қысым сияқты тағы да басқа сыртқы күштер әсер етуі мүмкін. Жүйеге жоғарыда келтірілген факторлардың арасындағы қысым мен температурадан басқаларды ешбір әсер етпейтін болса, Гиббстің фазалар ережесін мынадай теңдеумен өрнектеуге болады: Ф + С = k +2 жүктеу/скачать 361,14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|