Ван-дер-Ваальса фазовый переход в системе

Ван-дер-Ваальса фазовый переход в системе 201 [c.237]

Фазовый переход в системе Ван-дер-Ваальса [c.201]

В работе [129] рассмотрена решаемая одномерная модель газа со взаимодействием, имеющим характерный радиус / . В такой модели ближайшими соседями можно считать все частицы, расположенные в пределах радиуса / от данной частицы. В пределе / - оо (и только в этом пределе) авторы работы показали существование фазового перехода. С современной точки зрения это не удивительно, поскольку, устремляя / н бесконечности, мы неограниченно увеличиваем число ближайших соседей при этом одномерная система становится эффективно бесконечномерной. Замечательным ее свойством оказывается то, что она описывается точно таким же уравнением состояния, какое предложил, руководствуясь феноменологическими соображениями, ван дер Ваальс в 1873 г. (уравнение (1.10.1)). Все эти три [c.20]

Как уже отмечалось в томе 1, гл. 1, 6, п. к) в разделе, посвященном термодинамическому описанию критических явлений, основой всего подхода является интуитивно улавливаемая общность критических явлений (мы здесь включаем в них и Л-переходы), происходящих в системах, внешне совершенно не похожих друг на друга. С одной стороны, это неупорядоченные системы (критические явления в системах жидкость-газ, А-переход в жидком Не , фазовые переходы в моделях с пространственно размазанным спиновым моментом и т.д.), с другой — дискретные системы, моделирующие явления в твердых телах (магнетики различных типов, сплавы, модели решетчатых газов, рассматривающиеся как мостик для перехода к более реалистичным газ-жидкостным системам, и т. п.). Доверяя этой интуиции, мы рассматриваем, если это по каким-либо причинам оказывается удобным, одни вопросы с точки зрения непрерывных систем, другие — с точки зрения дискретных, полагая, что результаты такого рассмотрения относятся к тем и другим. Но эта универсальность подхода не есть символ веры, ей находятся и физические основания в области 9 вс радиус корреляции, являющийся характерной масштабной единицей длины в рассматриваемых условиях, значительно превышает по величине как среднее расстояние между частицами (в твердых телах — постоянную решетки) Л, > о = /vJn, так и радиус взаимодействия R Ro, поэтому общий характер поведения систем в этой области нечувствителен к деталям потенциалов взаимодействия частиц друг с другом Ф(г,у) или /(гу) = I i, j) (напомним, что сами значения критических параметров непосредственно определяются через это взаимодействие, как это мы видели на примере газа Ван дер Ваальса и ферромагнетика Изинга). [c.360]

Постоянные а и Ь, которые для различных газов имеют различные же значения, как мы видим, выпали, и если бы все неидеальные системы описывались уравнением Ван-дер-Ваальса (или еще каким-либо уравнением, содержащим только два параметра), то мы получили бы универсальное для всех них описание с помощью уравнений и соотношений в безразмерных переменных я, ф, тг (которые можно было бы просто протабулировать на все случаи жизни), причем какое-либо одно состояние этой безразмерной системы соответствовало бы различным по в, р и V соответственным состояниям реальных газов. Этот закон подобия, или, как его называли раньше, закон соответственных состояний, конечно, остается неосуществимой мечтой, так как двух параметров, как оказалось, слишком мало для реальной идентификации даже какого-либо отдельного класса термодинамических систем (в которых к тому же возможны фазовые переходы). [c.259]

Эффекты бистабильности (или мультистабильности), соответствующие скачки и гистерезисные явления характерны для мн. систем с положительной О. с. Напр,, рис. 4 имеет качественно тот же вид, что в V — Г-диаг-рамма, описываемая ур-нием Ван-дер-Ваальса т. о., бистабильные системы ведут себя подобно системам с фазовым переходом (см. Синергетика). [c.386]

То, с чем мы до сих пор имели дело в настоящей главе — это экспериментальные факты и их феноменологическое описание, т.е. такое описание, при котором сам факт наличия разных фаз и фазовых превращений не следует автоматически из теории, а принимается как данный. Теория Ван-дер-Ваальса является простейшей микроскопичежой теорией, которая в известном смысле предсказывает существование этих явлений в системе газ—жидкость. Ее успех случаен причиной любых фазовых переходов является взаимодействие между частицами. [c.137]

Одной из наиболее важных проблем статистической физики была и остается задача о фазовых переходах. Попытки ее решения восходят к работе Ван-дер-Ваальса 1873 г. [31]. В дальнейшем решение этой проблемы в той или иной степени сводится к вандерваальсовской схеме. Орнштейн, Цернике, Вейс нашли существенные стороны этого явления. После работ Каца, Улен-бека, Хеммера, Лебовица, Пенроуза и Либа стало ясно, что классическая теория описывает системы частиц, между которыми действуют силы с бесконечным радиусом притяжения, а это не соответствует реальности (что, в частности, приводит при таком подходе к появлению фазового перехода в одномерной системе). [c.214]

В гл. 9, исследуя проблему фазовых переходов, мы указывали, что еще на заре создания молекулярной физики великие ученые (Ван-дер-Ваальс, Орнштейн, Цернике, Вейсс) сумели уловить некоторые существенные стороны явления. Весьма простые теории, сформулированные ими, д сейчас еще используются для сравнения и как исходный пункт в современных исследованиях. Однако нельзя ожидать, что классические теории (как их теперь называют) смогут описать все аспекты фазовых переходов и критических явлений. Это стало совершенно ясным после важных работ Каца, Уленбека, Хеммера, Лебовитца, Пенроуза и Либа, обсуждавшихся в разд. 9.4. Оказалось, что классические теории описывают системы частиц, взаимодействующих посредством сил притяжения, радиус действия которых бесконечен, что совершенно не соответствует реальным силам. [c.355]

В чисто абсорбционном резонансном случае Д = 0 = о стационарный режим описывается формулой (9.49). Нелинейный член 2Сх/(1 + х ) возникает из-за наличия поля реакции, т. е. из-за атомных кооперативных эффектов, мерой которых является параметр С При очень больших х уравнение (9.49) переходит в решение для пустого резонатора х = у т. е. Ет Е,). Атомная система насыщается настолько, что среда просветляется . В этой ситуации каждый атом взаимодействует с падающим полем так, как если бы других атомов не было это — некооперативное поведение, и квантовостатистическое рассмотрение показывает, что атом-атомные корреляции здесь пренебрежимо малы. При малых же х уравнение (9 49) сводится к соотношению г/ = (2С + 1) х. Линейность в этом соотношении связана с тем простым обстоятельством, что при малых внешних полях отклик системы линеен. В этой ситуации атомная система не насыщается при больших С кооперативное поведение атомов доминирует, и мы имеем сильную атом-атомную корреляцию. Кривые у (л ), которые получаются при различных С, аналогичны кривым Ван-дер-Ваальса для фазового перехода жидкость — пар. причем величины х, у н С играют роль давления, объема и температуры соответственно. При С <4 величина у является монотонной функцией переменной л , так что бистабильность не возникает (рис. 9.8). Однако для части кривой дифференциальное усиление йхЫу оказывается большим единицы, так что в этой ситуации возможен транзисторный режим. Действительно, если интенсивность падающего света адиабатически модулируется и среднее величины / таково, что dIт/dI = х1у)йх/ау>1, то в прошедшем излучении модуляция будет усилена. [c.243]

В заключение сделаем краткий обзор задач и дополнительных вопросов к этой главе. Первые четыре номера ( 1) посвяидены довольно несложным математическим вопросам, напоминание которых (помимо восстановления в памяти чисто математического аспекта проблемы) несколько проясняет, в чем состоит постулирующий момент П начала термодинамики. Цикл задач 2 также не вполне традиционен для руководств по термодинамике в них приведены примеры непосредственных оценок критериев квазистатичности процессов разного типа, реально происходящих в системах типа газа. Остальные параграфы посвящены в основном характерным представителям традиционных задач, содержание которых вполне точно отражено в названиях соответствующих параграфов. Из внепрограммных сюжетов в них включены несколько несложных и достаточно известных задач по технической термодинамике (цикл Ренкипа и др.), газодинамике (течение идеального газа по трубам, включая рассмотрение сопла Лаваля) и термодинамике слабых растворов. В разделах, посвященных фазовым переходам, к таким необязательным задачам относятся расчет высотного градиента температуры в атмосфере Земли с учетом конденсации водяного пара, теорема Видома о критических индексах, рассмотрение свойств газа Ван-дер-Ваальса в области критической точки и некоторые другие задачи. [c.159]

В заключение этого параграфа отметим определенную общность результатов, касающихся поведения систем в окрестности критической точки, полученных в задачах 55 (полуфеноменологическая теория фазовых переходов), 56 (приближение молекулярного поля) и 59 (система Ван-дер-Ваальса) во всех этих случаях мы имели конечный скачок теплоемкости, а для критических показателей — значения а=0, р=1/2, у=1, 6=3, которые явно не дотягивают до желаемых (а 1/8 и т. д., см. 6, п. к)). Рассмотренные в этих задачах модели систем в литературе часто именуют классическими, причем отнюдь не с целью отметить их гармоническую заверщенность, а скорее, чтобы подчеркнуть их изначаль-ность по отношению к теории фазовых переходов и критических явлений. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...