Беспорядок термодинамический

Основное физическое допущение теории Орнштейна — Цернике состоит в том, что параметр определяется локальным структурным порядком в среде, и близость критической точки не влияет на него сколько-нибудь существенно. Однако вблизи этой точки величина 5 (0) может быстро изменяться с температурой и оказаться очень большой. Иначе говоря, высокая сжимаемость среды сопровождается длинноволновыми критическими флуктуациями плотности. Критическая опалесценция, наблюдаемая в оптическом диапазоне, весьма чувствительна, например, к величине показателя степени в температурной зависимости параметра дальнего порядка, что и позволяет использовать ее для его измерения (ср. [1.22]). Этим методом можно также изучать масштаб упорядоченности в жидких кристаллах выше критической точки 6]. Однако из формулы (4.28) следует, что беспорядок на расстояниях, больших лучше рассматривать как макроскопическую неоднородность, возникающую в большом образце, у которого связь локальной структуры с локальной плотностью определяется обычными термодинамическими соотношениями. [c.161]

Плавление и кристаллизация представляют собой универсальное физическое свойство вещества, присущее всем телам. Плавление состоит в переходе от строго упорядоченного расположения составляющих кристалл структурных частиц к беспорядочному (в жидкости, как уже отмечалось ранее, возможно сохранение ближнего, но не дальнего порядка) и с термодинамической точки зрения представляет собой фазовый переход 1-го рода типа порядок—беспорядок. Универсальность явлений плавления и кристаллизации обусловлена общностью межчастичного взаимодействия существенное значение имеет не конкретный вид потенциала меж-частичных сил, а его изменение в зависимости от расположения частиц в теле. Конкретный вид потенциала и его характерные параметры влияют лишь на температуру плавления, теплоту плавления, изменение удельного объема, но не на характер поведения термодинамических функций на кривой плавления, который качественно должен быть аналогичен у всех веществ. [c.93]

Необратимые процессы протекают так, что система переходит из менее вероятного состояния в более вероятное, причем беспорядок в системе увеличивается. Следовательно, энтропия является мерой беспорядка в системе. Рост энтропии в необратимых процессах приводит к тому, что энергия, которой обладает система, становится менее доступной для преобразо11ания й работу, а в состоянии равновесия такое преобразование вообще невозможно. Состояние равновесия относительно окружающей среды удачно обозначено в английской литературе как dead state (мертвое состояние системы). Таким образом, мы пришли к первоначальной формулировке второго закона в 1 этой главы Невозможно получить работу за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии . [c.78]

В работах Т. Де Донде указанные затруднения преодолеваются введением новой функции состояния — сродства, непосредственно характеризующего химическую реакцию и тесно связанного с ее термодинамической необратимостью. С помощью этой функции рассчитывается некомпенсированная теплота или связанное с протеканием химической реакции возрастание энтропии. Для количественного описания химического процесса Т. Де Донде вводит понятие степени полноты реакции . При этом состояние рассматриваемой системы определяется двумя физическими переменными (например, 7 и У или 7 и Р) и по существу химическими переменными — параметрами каждый из которых относится к одному из возможных в рассматриваемой системе физико-химических процессов. Понятие степени полноты реакции имеет широкий смысл и может быть использовано для описания не только химических, но и других процессов, в частности фазовых превращений, которые формально можно представить с помощью сте-хиометрических уравнений, а также процессов типа порядок — беспорядок в твердых растворах, для которых записать химическое уравнение не представляется возможным. Как видим, круг вопросов, рассматриваемых методом Де Донде, необычайно широк. Для указанных выше процессов непосредственный расчет возрастания энтропии неизбежно приводит к введению понятия сродства, которое всегда имеет тот же знак, что и скорость реакции, и может рассматриваться как движущая сила протекающего в системе процесса. [c.10]

Некоторые сплавы при определенном составе могут существовать как в виде упорядоченных (при более низких температурах), так и в виде неупорядоченных (при более высоких температурах) твердых растворов. Переход упорядоченного состояния в неупорядоченное и обратно может быть фазовым переходом как первого, так и второго рода (подобно ферромагнитным превращениям в точке Кюри или переходу обычного гелия в сверхтекучий). В этом случае он носит кооперативный характер. Общая термодинамическая теория таких переходов была создана Л. Д. Ландау, показавшям наличие связи между таким превращением и изменением симметрии. Температура превращений порядок — беспорядок Тс. Подобные переходы наблюдаются, например, в р-латуни, РезА1, сплавах Гейслера. [c.159]

Энтропия стекол. Стекла можно рассматривать как переохлажденные расплавы. Так как равновесие не устанавливается и, следовательно, затвердевшее состояние пе находится во внутреннем равновесш , то такие системы имеют конечную энтропию при абсолютном нуле и представляют исключение из третьего закона термодинамики. Термодинамические свойства стекла в значительной степени зависят от условий изготовления, особенно от условий быстрого охлаждения, которые оказывают самое большое влияние на степень упорядочения. Поэтому состояние стекла не является функцией только параметров состояния, которых достаточно для полного описания систем, находящихся во внутреннем равновесии оно зависит также от предыстории стекла. Для описания стекловидного состояния могут быть привлечены классические термодинамические функции состояния, но с некоторыми оговорками, так как предпосылкой их применения является установление внутреннего равновесия. Из числа понятий, рассмотренных в разделе 6.1.3 и относящихся к энтропии, для стекловидного состояния следует упомянуть неупорядоченность вследствие колебаний (термическая энтропия) и беспорядок пространственного распределения структурных групп. Для этих двух источ- [c.206]

Основная проблема физики неупорядоченных систем состоит в выяснении механизма самого беспорядка. Почти во всех случаях первичный источник беспорядка в распределении атомов, спинов и т. д. имеет тепловое происхождение. Образец определяется как один из членов термодинамического ансамбля, либо находящегося в равновесии при температуре окружающей среды, либо замороженного в метастабильном состоянии, соответствующем равновесию при некоторой более высокой температуре. Разумеется, всегда можно создать беспорядок путем облучения, пластической деформации, перемагничивания или переполяризации и т. д. однако конкретные результаты тех или иных воздействий зависят от особенностей вещества или аппаратуры. С теоретической точки зрения, преимущество термодинамического беспорядка состоит в том, что последний зависит только от энергетического спектра образца и от температуры, и потому его легче исследовать математически и воспроизвести физически. [c.173]

Таким образом, вблизи критической точки картина флуктуаций масштабно-независима, т. е. она должна выглядеть одинаково как на микроскопическом уровне, так и на расстояниях, сравнимых с корреляционной длиной . Чтобы понять природу неупорядоченности этого типа, рассмотрим модель Изинга при температуре, чуть меньшей 2. Как прказано в 2.4, при этих условиях область опрокинутых спинов термодинамически почти устойчива, поэтому можно было бы наивно ожидать, что флуктуации проявляются в виде капель (рис. 5.17, а), размеры которых растут, когда температура Т приближается к критической Те- Однако избыток свободной энергии, определяемый равенством (2.13) не зависит сколько-нибудь существенно от размеров области. Поэтому внутренняя часть каждой большой капли сама подвержена критическим флуктуациям и т. д.— вплоть до атомного уровня. Таким образом, картина опрокинутых спинов может оказаться топологически необычайно сложной [71] внутри капли располагаются капли поменьше, внутри которых тоже есть капли и т. д. (рис. 5.17, б). Метод группы перенормировки как раз и дает нам естественный математический язык для описания систем, в которых беспорядок охватывает очень широкий спектр длин волн — от микроскопических до макроскопических [76]. [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...