ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Критические и закритические явления из "Термодинамика и статистическая физика " В 1860 г. Д. И. Менделеев, исследуя зависимость поверхностного натяжения жидкостей от температуры, установил, что при некоторой температуре, названной им температурой абсолютного кипения, поверхностное натяжение исчезает. При этом обе сосуществующие фазы (жидкость и пар) становятся тождественными. Такое состояние характе зизуется определенными значениями температуры Гкр, давления Ркр и объема кр и называется критическим состоянием. Кривая равновесия жидкости и пара на диаграмме Т, Р кончается в критической точке. [c.170] В 1869 г. критическое явление было исследовано Т. Эндрюсом, а начиная с 1873 г. — группой киевских физиков во главе с М. П. Авенариусом. [c.170] На основании этих экспериментальных исследований Дж. В. Гиббс (1876) и независимо от него А, Г. Столетов (1879) сформулировали основные положения классической термодинамической теории критических явлений. По Гиббсу—Столетову критическая фаза представляет собой предельный случай двухфазного равновесия, когда обе равновесно сосуществующие фазы становятся тождественными. Иначе говоря, это устойчивое состояние однородной системы, лежащее на границе устойчивости по отношению к виртуальным изменениям каждой ее координаты при постоянстве других термодинамических сил. [c.170] Это означает, что критическое состояние простой однокомпонентной системы возможно лишь при определенных температуре, давлении и объеме, т. е. в одной критической точке Ткр, Ркр, Укр. Параметры критической точки зависят только от свойств данного вещества. [c.172] Если на систему действует кроме давления еще какая-либо сила (например, сила электрического поля), то /кр=1 и мы имеем критическую линию. [c.172] В 1947 г. В. К. Семенченко развил теорию фазовых переходов, основываясь на представлениях о термодинамической устойчивости. [c.173] Рассмотрим возможные состояния и фазовые переходы термодинамической системы в зависимости от внешних сил Xi. [c.173] При уменьшении устойчивости Dy и коэффициенты устойчивости (КУ, см. 28) достигают границы устойчивости. Кривая, определяемая уравнением dXildxi)x- =0, называется спинодалью она ограничивает область неустойчивых состояний. [c.173] С изменением термодинамических сил, действующих на систему, изменяются различные характеристики фазового перехода первого рода (ФП I рода). Так,, при повыщении температуры и давления в системе жидкость — пар уменьшаются удельная теплота перехода и области метастабильных п неустойчивых состояний (см. рис. 31). Предельным случаем ФП I рода является критический переход. В критическом состоянии спинодаль и бино-даль сливаются в одну точку, удельные объемы фаз становятся одинаковыми, а фазы — тождественными. Критическое состояние определяется тем, что детерминант устойчивости и ИКУ равны нулю Dy = 0, (pP/ 3V )t = 0, ( Э7 /55)р = 0. [c.174] Как показывается в статистической физике, коэффициенты устойчивости обратно пропорциональны флуктуациям различных физических величин. С приближением к критической точке флуктуации растут. За критической точкой существуют только устойчивые состояния, поэтому в этой области невозможно сосуществование фаз, имеющих границу раздела. Анализ термодинамической устойчивости закритической фазы привел В. К. Семенченко к построению термодинамики непрерывных фазовых переходов. [c.174] До сих пор мы для определенности пользовались диаграммами, относящимися к флюидным системам, т. е. системам газ — жидкость . Однако все изложенно е применимо и к анизотропным системам, а также к системам, фазы которых отличаются по своим магнитным или электрическим свой твам (ферро- и антиферромагнетики, сверхпроводники и сегнетоэлектрики разных типов). [c.175] Вернуться к основной статье