Стабильное состояние системы

Состояние системы, находящейся в устойчивом равновесии, называется стабильным. Стабильное состояние системы отвечает абсолютному максимуму или минимуму одной из характеристических функций 5, и, /, Р,Ф. [c.112]

Состояние системы, находящейся в устойчивом равновесии, называется стабильным. Стабильные состояния системы отвечают максимальным или минимальным значениям одной из характеристических функций. [c.188]

Наиболее стабильное состояние системы, состоящей из смеси воздуха и топлива, при давлении и температуре атмосферы является состоянием, в котором весь углерод топлива входит в состав СО2, а весь водород топлива входит в состав Н2О при условии, что в системе имеется достаточное количество кислорода, обеспечивающего превращение. Для этого состояния системы по имеющимся данным можно подсчитать величину Z, которая после вычитания из величины Z соответствующей первоначальному состоянию, позволяет определить максимальную-, полезную работу. [c.146]

Релаксацией называется процесс установления равновесия в любой физико-химической системе. В основе релаксационных явлений лежит тепловое движение структурных единиц системы. Внешнее воздействие нарушает стабильное состояние системы, которая стремится перейти в новое равновесное состояние в соответствии с изменившимися условиями. Скорость протекания этого процесса характеризуется величиной, называемой временем релаксации. Время релаксации зависит от физической и химической структуры системы, [c.96]

Метастабильные фазовые состояния — это не вполне устойчивые состояния системы из большого числа частиц, способной к фазовому переходу первого рода. Система устойчива по отношению к малым (непрерывным) изменениям термодинамических параметров, но проявляет неустойчивость при возникновении в ней тем или иным путем конкурирующей фазы. Термодинамически это обусловлено существованием при заданных условиях по крайней мере двух минимумов термодинамического потенциала, например, свободной энергии. Абсолютно устойчивое или стабильное состояние системы соответствует наименьшему из них. Другим минимумам отвечают метастабильные состояния. Такие состояния способны к более или менее длительному существованию, поскольку сами по себе они устойчивы, а переход в стабильную фазу при отсутствии затравки требует преодоления некоторого потенциального барьера. Предполагаем, что система является внутренне равновесной но всем другим признакам. Этим исключаются из рассмотрения замороженные неравновесные состояния типа стекол, в которых из-за большой вязкости затруднены молекулярные перестройки, сопровождающие непрерывные изменения исходной фазы. [c.6]

Среди основных химических элементов, оказывающих определяющее влияние на процессы структурообразования в сталях при сварке и термообработке, следует выделить углерод, поэтому сталь рассматривают прежде всего как сплав железа с углеродом. Диаграмма стабильного состояния системы Ре—С и соответствующее ей строение зоны термического сварного соединения показаны на рис. 5.1. [c.69]

Синергетическим системам, как уже отмечалось, присущ метаболизм — обмен энергией и веществом с окружающей средой. Этот феномен обусловлен стремлением системы максимально использовать энергию внешней среды как способ уменьшения локальной энтропии. В свою очередь, поиск системой новых, более эффективных способов использования энергии и вещества требует формирования положительных обратных связей. Так что эволюция системы включает, с одной стороны, укрепление отрицательных обратных связей, способствующих сохранению системы в стабильном состоянии, а с другой - формирование положительных обратных связей, обеспечивающих ограничение [c.29]

Состояние неустойчивого равновесия системы называется лабильным. Лабильные состояния не встречаются на практике, так как из-за действия различных возмущающих факторов система не может быть в этом состоянии сколько-нибудь значительное время и неизбежно переходит в стабильное состояние. [c.112]

Состояние однородной системы, неустойчивое относительно флуктуаций, называется лабильным. Состояния однородной системы, устойчивые по отношению к непрерывным изменениям параметров (7.64), могут быть или стабильными, или метастабильны-мн. Стабильные состояния однородной системы устойчивы по отношению ко всем другим фазам независимо от того, отличаются ли они от нее по своим свойствам на бесконечно малую или конечную величину. Метастабильные состояния однородной системы устойчивы по отношению к непрерывным изменениям состояния [c.160]

Равновесие термодинамических систем по аналогии с механическими может быть устойчивым (стабильным), неустойчивым (лабильным) и относительно устойчивым (метастабильным). Равновесное состояние называется устойчивым, если по устранении возмущения, вызвавшего некоторое отклонение системы от этого состояния, система сама по себе возвращается в первоначальное состояние равновесия. [c.15]

Состояние неустойчивого равновесия системы называется лабильным. Из-за действия различных возмущающих факторов система не мол<ет быть в лабильном состоянии продолжительное время. В конце концов она переходит в стабильное состояние. [c.188]

На рис. 7.21 показана двойная лазерная система. Атомы урана испаряются в ней и поднимаются вверх. Примерно 45 % атомов будет находиться в стабильном состоянии и 27 % — в метастабильном, энергия которого на 0,077 эВ выше энергии стабильного состояния. [c.193]

Важными в структурообразовании чугуна являются процессы графитизации цементита в затвердевшем металле. Фактически они представляют собой процессы перехода системы фаз из метастабильного в стабильное состояние. Основными пара- [c.18]

Условия стабильности. Состояние термомеханической системы стабильно при условии [c.58]

Кинетика фазовых переходов, так же как и кинетика любых иных явлений, выходит за рамки собственно квази-стационарной термодинамики. В вопросах изменения агрегатных состояний термодинамика ограничивается рассмотрением равновесных систем, которые включают в себя уже сформировавшуюся новую фазу. Сам же ход формирования как микро-, так и макроскопических частиц вновь образующейся фазы, их роста и накопления остается за пределами анализа. В границах термодинамических представлений, как указывает Я- И. Френкель [Л. 50], под температурой агрегатного перехода (при заданном давлении) понимается не та температура, при которой фактически начинаются фазовые превращения, а та, при которой микроструктурные изменения, приводящие к возникновению новой фазы, прекращаются и система приходит в стабильное состояние. Очевидно, что и в стабильной системе изменение количественного соотношения между газообразной и конденсированной фазами возможно лишь при некотором нарушении взаимного равновесия элементов системы. Квазистационарная термодинамика допускает такие отклонения, однако каждое из них должно быть исчезающе мало. Это означает, что изменения макроскопического масштаба могут происходить лишь на протяжении бесконечно больших отрезков времени, во всяком случае по сравнению со временем восстановления нарушенного равновесия. В действительности же, как это отмечалось ранее, в быстротекущих процессах (например, при движении в условиях больших продольных градиентов давления) скорость изменения состояний среды, вызываемая внешними воздействиями, оказывается вполне сопоставимой со скоростью развития внутренних процессов, ведущих к восстановлению равновесия системы. Следует отметить, что особенно значительные нарушения равновесного состояния происходят в период зарождения новой фазы и начала ее развития. Мы здесь рассмотрим некоторые элементы процесса формирования конденсированной фазы, во-первых, ввиду его большого практического значения, во-вторых, для того, чтобы несколько осветить физическую картину явлений, приводящих в конечном счете к термодинамически устойчивому двухфазному состоянию. [c.121]

Центральный вопрос кинетики конденсации — это вопрос о скорости образования зародышей критического размера и их дальнейшем росте. Увеличение размеров капелек, достигших и перешагнувших критический барьер, ведет к разрушению метастабильного состояния системы, а следовательно, к изменению параметров пара и отклонению распределения зародышей по размерам от равновесных значений. В то же время закономерности, описывающие результаты флуктуации плотности, получены исходя из того условия, что температура, давление и число молекул паровой фазы сохраняются стабильными. Для того, чтобы полученные соотношения могли быть использованы в условиях нестационарного распределения, требуется ввести соглашения, сводящие действительный процесс к искусственной квазистационарной схеме. Принимается, что капельки с числом молекул, несколько превышающим критическое, удаляются по мере их образования из системы и заменяются эквивалентным количеством отдельных молекул в такой системе состояние пара сохраняется стабильным. [c.130]

Было указано в 3-2, что система, состоящая из чистого вещества, в однородном и стабильном состоянии имеет два независимых свойства, если не учитывать движение, гравитацию, капиллярность, электричество и магнетизм. Впредь мы будем использовать символ е для обозначения энергии единицы массы системы в общем случае, а символ ы —для обозначения внутренней энергии единицы массы системы, состоящей из чистого вещества при указанных выше ограничениях. Ниже мы определим зависимость между величинами е и и для чистого вещества с учетом движения и гравитации, по-прежнему не учитывая капиллярности, электричества и магнетизма. [c.22]

В 24-7 показано, что система является вполне стабильной при заданных давлении и температуре, если величина Z минимальна. Поэтому максимум работы может быть получен лишь при условии, когда система приходит в наиболее стабильное состояние. Это заключение находится в согласии с общими наблюдениями, согласно которым любое отклонение системы от стабильного равновесия с окружающей средой представляет возможность выполнения работы. [c.146]

В целях исследования обычно предполагают, что состояние 5 является наиболее стабильным из всех возможных состояний системы, удовлетворяющих другим требованиям. Чтобы найти это состояние, необходимо знать константы равновесия для различных реакций, которые могут происходить в этом случае (см. гл. 26). Аналогичным образом исследуются состояния вдоль линий 3—4 и 4—4. [c.152]

Наряду с разработкой новых полупродниковых ЭП интенсивно ведутся работы по созданию ЭП на молекулярном уровне (молекулярные ЭП) [8]. Для их реализации необходимы наличие в молекулярной системе ее менее двух различимых стабильных состояний системы, достаточно большое время их жизни и возможность избирательно переводить систему в каждое из этих состояний. Оценка плотности записи информации в молекулярном П. у. составляет 10 бит/мм . При использовании частотно-селективной записи (т, н. спектральная память) ее можно увеличить до значения 10 бит/мм [8]. Путь уменьшения размера ЭП приводит вслед за разработкой молекулярных ЭП к атомным ЭП, в к-рых в качестве носителя инфорлшции может выступать одиночный атом. Действительно, двухуровневый атом представляет собой бистабильный логич. элемент, переключение к-рого осуществляется при переходе атома из одного энергетич. состояния в другое под действием внеш. поля. [c.526]

Отличие изотермы в метастабильном состоянии от стабильного варианта состоит в том, что на ней отсутствуют поля кристаллизации мирабилита, астраханита, пента- и тетрагидрата сульфата магния. Поэтому процессы изотермического испарения в естественных условиях будут проходить иначе, чем при стабильном состоянии системы. [c.229]

При высоких температурах кТ1С=314) гомогенный твердый раствор является единственным стабильным состоянием системы, поскольку такое размещение атомов связано с наибольшим отрицательным изменением свободной энергии. В этом случае Л/ -кривая соответствует идеальной взаимной растворимости обоих компонентов. [c.152]

Метастабильиое состояние характеризуется наличием свободной внутренней энергии. Согласно термодинамическим законам этот повышенный уровень энергии должен самопроизвольно снижаться до стабильного состояния системы. Этот переход связан с атомными перемещениями, т. е. с изменением кристаллического состояния вещества. [c.400]

Наиболее сильно задерживают процесс графитизации (оказывают отбеливающее действие) сера, ванадий, олово. Поэтому в серых литейных чугунах всегда содержится значительное количество кремния. На рис. 149 приведена нсевдобипарная диаграмма состояний Fe — С — Si стабильной (графитной) системы, отвечающая постоятшому содержанию кремния 3,0% Si. [c.322]

Если бы при варьировании состояния системы были учтены все возможные в ней (совместимые с заданным набором компонентов) фазы, то устойчивое равновесие можно было бы считать абсолютно устойчивым. Однако полноту набора фаз никогда нельзя гарантировать, в том числе и при эксперимен-тaль юм изучении равновесия, так как некоторые из вполне стабильных фаз могут не образоваться в силу, например, кинетических причин. Поэтому стабильность и метастабильность равновесия имеют смысл только в пределах заданного моделью системы множества фаз и составляющих веществ. [c.116]

Для ипыскания новых путей управлении качеством необходимо прежде всего решить задачу нахоисдения на основании установленных виутренких детерминированных связей между процессами, протекающими в системе энергия — вещество наиболее характеристические параметры (обратные связи), позволяющие в максимальной степени эффективно и спонтанно привести систему в стабильное состояние, новое качество, удовлетворяющее поставленным целям. [c.110]

Состояния равновесия, устойчивые по отношению к близлежащим состояниям и неустойчивые по отношению к некоторому более удаленному состоянию, называются метастабильными (полуустойчивыми). Метастабиль-ные состояния возникают в тех случаях, когда характеристические функции системы имеют несколько точек экстремума (рис. 3.1). Метастабильное состояние соответствует относительному экстремуму (не наибольшему максимуму и не наименьшему минимуму) характеристической функции. Наличие метастабиль-ных состояний означает, что термодинамическая поверхность тела состоит из двух вообще не связанных листов, первый из которых описывается уравнением состояния и содержит все стабильные состояния, а второй —только метастабильные состояния. Обратимого перехода с одного, листа на другой не существует. Однако для каждого из этих листов справедливо третье начало термодинамики, так что в каком бы состоянии — стабильном или метастабильном — ни находилось тело, при Т —> О его энтропия имеет одно и то же значение 5 = 0. Система, находящаяся в метастабильном состоянии, по истечении некоторого времени и при наличии необходимых условий переходит в стабильное состояние. [c.112]

Например, если ионы Na" и С1 находятся на расстоянии R = 0,5 нм друг от друга, то для их разведения на бесконечное расстояние необходимо затратить энергию е /(4пе Я) = = 2,9 эВ. Поскольку энергия ионизации натрия равна 5,1 эВ, а энергия сродства хлора к электрону составляет 3,6 эВ, при обмене электроном между Na" и С1 высвобождается энергия 1,5 эВ и образуются атомы Na и С1. Следовательно, для перехода от системы из ионов Na" и С1 , находящихся на расстоянии 0,5 нм друг от друга, к атомам Na и С1 требуется затратить энергию 2,9 эВ - 1,5 эВ = 1,4 эВ, т.е. в принципе система Na l" при R = 0,5 нм является связанной и может составлять молекул) Na I. Однако это не означает, что стабильное состояние этой молекулы осуществляется именно при R = 0,5 нм. При уменьшении R кулоновская энергия связи ионов растет и, следовательно, для увеличения стабильности молекулы выгодно уменьшать расстояние между ионами, т.е. увеличивать роль сил притяжения между ними. Однако наряду с силами притяжения между ионами, являющимися кулоновскими, существуют также силы отталкивания, обусловленные взаимодействием электронных оболочек ионов. [c.304]

Полная энергия системы слагается из отрицательной энергии связи электрона и положительной энергии взаимодействия отталкивающихся друг от друга протонов = e j ЦАпг К). При больших R значение 3,6 эВ, а р 0. При / - О протоны а а Ь сливаются друг с другом и система становится ионом гелия Не" , для которого Е = = — 54,4 эВ (Не -водородонодобный атом с Z = 2). Таким образом, при Л О имеем Е - — 54,4 эВ, -а. Ер- -+сс как 1/7 . Этих данных достаточно, чтобы начертить качественно зависимость полной энергии = = Ер + от R (рис. 92, г). Энергия имеет минимум, который обеспечивает возможность существования стабильного состояния иона молекулы водорода. Как показывает эксперимент, энергия связи иона равна 2,65 эВ, а расстояние между протонами составляет 0,106 нм. Под энергией связи понимается энергия, необходимая для разделения на Н и Н , Так как энергия, затрачиваемая на образование Н , равна — 13,6эВ, 10 полная энергия связи И2 имеет значение — 16,25 эВ. [c.306]

Таким образом, полученный результат, записаный в форме (1-33), носит общий характер и справедлив для любой равновесной системы независимо от того, находится ли система в устойчивом, неустойчивом или мета-стабильном состоянии. Следовательно, кроме условия (1-33) должны существовать дополнительные критерии, отличающие устойчивое равновесие от неустойчивого. 18 [c.18]

Однако, если предположить, что обе фазы, находясь в точках а и 6, могут взаимодействовать между собой, образуя термодинамическую систему, находящуюся при постоянных р а Т, то выяснится, что состояние Ь, в котором потенциал выше, чем в состоянии а, является лишь относительно устойчивым — метастабильным, ибо переход вещества из состояния два приведет к уменьшению потенциала ф. Аналогичные заключения можно сделать относительно точек с н d. То же относится н к рис. 2-4. На основании этого частки изобар и изотерм на рис. 2-3 и 2-4, относящиеся к состоянию устойчивого равновесия, изобрал<ены сплошными линиями, а участки, относящиеся к метастабильным состояниям,—пунктирными. Как уже отмечалось, реальные термодинамические системы могут находиться в метастабиль ных состояниях, если приняты меры к тому, чтобы они не подвергались заметным возмущениям извне, и если возмущения, связанные с естественными флуктуациями, малы по сравнению с порогами устойчивости. Так, например, очень чистую жидкость, находящуюся при некотором постоянном давлении, меньшем критического, можно нагреть до температуры, заметно превосходящей температуру насыщения при данном давлении Т з(р), без того, чтобы йачался процесс парообразования. Такое состояние жидкости аналогично точке d на рис. 2-4,а. Наоборот, пар можно изобарно охладить до точки Ь (рис. 2-4,а) без того, чтобы он начал конденсироваться. Однако можно показать, что существуют определенные границы существования метастабильных состояний. Эти границы определяются тем, что для метастабильных состояний должны выполняться условия устойчивости, поскольку, как отмечалось, мета--стабильные состояния по отношению к малым возмущениям устойчивы, т. е. для близкой окрестности точки метастабилшого равновесия должны выполняться условия (2-37) и (2-38) [c.36]

Однако для перевода системы в стабильное состояние необходимо затратить определенную работу на образование зародыша. Действительно, общее изменение свободной энергии Гиббса АО при Рис. 22. Зависимость свободной энергии образовании В системе трех-Г иббса при кристаллизации из расплава от н г [c.48]

Областям стабильности фаз Лавеса и К отвечают определенные области значений эффективной валентности (для таких областей две). При граничных значениях эффективной валентности наблюдается полиморфизм фаз Лавеса, как это имеет место для Zr r2, для которого обнаружены три полиморфных модификации — 1, Кз, 2 [19]. Учитывая диагональное смещение свойств элементов, можно ожидать проявление полиморфизма для фаз Лавеса в системах Zr — Тс и Zr — Re. В настоящее время в обеих системах обнаружены только фазы 1, однако следует принимать во внимание, что диаграмма состояния системы Zr — Тс не исследована а данные о строении диаграммы состояния системы Zr — Re противоречивы [25, 36]. [c.169]

Переход радиоактивных изотопов в стабильное состояние сопровождается излучением частиц, обладающих большой энергией Вид радиоактивного превращения определяется природой излучаемых частиц При а-распаде выбрасьшаются о-частицы — ядра гелия, обладающие скоростью до 20 000 л/сек дальность пробега и-частии в веществе определяется их начальной энергией, которая одинакова для атомов данного изотопа При излучении (1-частицы заряд ядра атома уменьшается на две единицы, а массовое число — на четыре единицы образовавшийся атом занимает в таблице периодической системы элементов место на две [c.430]

В случае, когда применяются твердые топлива, измерение Яо— Нмин посредством процесса, протекающего в установившемся потоке, становится трудновыполнимым. Поскольку никакого более удобного метода не изобретено, используется другой критерий, не требующий столь сложных измерений, однако теоретически менее обоснованный. Таким критерием является величина калориметрической теплотворной способности топлива. Эта величина определяется измерением количества тепла, отведенного от смеси топлива и кислорода, в то время как система изменяется до наиболее стабильного состояния, которое является состоянием полного сгорания при начальных значениях объема и температуры. [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...