Агрегатные состояния и фазовые переходы

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТЕЛ Агрегатные состояния и фазовые переходы [c.182]

Отдельные части равновесной системы, находящиеся в различных агрегатных состояниях и отделенные друг от друга поверхностью раздела, называются фазами такой системы, а происходящий в ней переход из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым превращением. Одним из таких фазовых превращений и является описанный в предыдущем параграфе процесс парообразования. [c.109]

Предлагаемая методика проверялась на значительном числе металлических образцов в интервале температур от комнатной до 1000° С, Как показали исследования, разброс значений теплосодержаний металлов в твердом и жидком агрегатных состояниях и теплот фазовых переходов не превышает 6%, а время, затрачиваемое на проведение опыта, составляет 60—80 мин. [c.158]

Фазовыми превращениями 1-го рода называют процессы, сопровождающиеся затратой теплоты и изменением объема, в которых происходит изменение агрегатного состояния вещества или переход его из одного твердого в другое твердое состояние. [c.98]

Величина вылетающего потока определяется лишь температурой. Поэтому равновесная плотность частиц в паре и создаваемое ими равновесное давление не будут меняться при изотермическом увеличении объема системы. Но полная масса пара будет, конечно, при этом увеличиваться, а масса тела —уменьшаться. Иначе говоря, тело будет возгоняться. При уменьшении же объема часть пара будет, наоборот, конденсироваться. В обоих случаях говорят, что в системе происходит фазовый переход или фазовое превращение, потому что различные агрегатные состояния вещества называют его фазами. [c.120]

Фазовым переходом называется изменение состояния вещества. В школьно.м курсе изучаются три основных агрегатных состояния твердое, жидкое и газообразное. При более близком рассмотрении обнаруживается множество других состояний (фаз). Так, например, многие твердые тела способны изменять свою кристаллическую струк-гуру при изменении температуры или давления. При очень больших температурах или малых плотностях вещество ионизируется и становится плазмой - четвертым агрегатным состоянием вещества - и обладает свойствами, редкими на Земле, но обычными в космосе. [c.83]

Н.м. молшо определить тип критического состояния. Анализу поддаются фазовые переходы I и II рода, процесс диссипации энергии, процессы самоорганизации. При переходе через целые значения мерности формы Д реализуется переход II рода из одного агрегатного состояния в другое. [c.366]

Исследование спектров молекулярного рассеяния представляет собой мощный и довольно универсальный инструмент изучения различных характеристик и свойств веществ в различных агрегатных состояниях при различных внешних условиях. Измерение положения дискретных компонент Мандельштама — Бриллюэна дает возможность составить себе ясную картину поведения упругих постоянных для различных кристаллографических направлений в твердом теле, в том числе в области фазового перехода, что представляет особенно большой интерес. [c.597]

Фазовые превращения вещества (кипение, испарение, конденсация, сублимация) сопровождаются существенным изменением условий теплообмена около поверхности. Переход теплоносителя из одного агрегатного состояния в другое влияет на механизм и интенсивность теплообмена. [c.405]

Фазовым переходом для чистого вещества принято считать переход его из одного агрегатного состояния в другое, сосуществующего с первым (см. рис. 1.10). Из опыта известно, что вещество в зависимости от давления и температуры (см. рис. 1.10) может находиться в различных агрегатных состояниях. Например, вода при атмосферном давлении в диапазоне температур-0—100 °С находится в жидком состоянии, при температуре ниже 0 °С и атмосферном давлении она переходит в лед, а при нагреве свыще 100 °С и при том же атмосферном давлении превращается в пар. Очевидно, что в разных агрегатных состояниях вещество имеет и различные физические свойства, например удельный объем. [c.93]

К фазовым переходам первого рода относятся все переходы из одного агрегатного состояния в другое и переходы между аллотропическими модификациями чистого вещества. [c.28]

Фазовые переходы. Переход вещества из одной фазы в другую называется фазовым переходом. В технике весьма часто приходится встречаться с фазовыми переходами в чистых веществах. В зависимости от давления и температуры чистое вещество может находиться в различных агрегатных состояниях—газообразном, жидком и твердом. [c.85]

Обычно различают три агрегатных состояния вещества — твердое, жидкое и газообразное. Известно, что в определенных условиях вещество может одновременно находиться в двух и даже трех агрегатных состояниях одновременно вода и водяной пар лед, вода и водяной пар и т. д. Такую термодинамическую систему, состоящую из различных по своим свойствам частей, отделенных одна от другой поверхностями раздела, называют гетерогенной. Каждая гомогенная (т. е. однородная, сплошная) часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся одинаковыми физическими свойствами во всех своих точках, называется фазой фаза может рассматриваться как гомогенная термодинамическая система. Таким образом, гетерогенная система состоит из отдельных гомогенных подсистем. Фазовый переход есть переход вещества из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. [c.106]

Любое вещество находится в соответствии с его давлением и температурой в определенном агрегатном состоянии твердом, жидком или газообразном. Переходы из одного состояния в другое — фазовые переходы — сопровождаются поглощением или выделением определенного количества тепла (теплоты превращения). [c.182]

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]

ЖИДКОСТЬ [—вещества в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным идеальная — жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение квантовая — жидкость, свойства которой определяются квантовыми эффектами, в частности сверхтекучестью неньютоновская— жидкость, вязкость которой не является постоянной величиной ньютоновская — жидкость, подчиняющаяся при своем течении закону пропорциональности касательных напряжений и скорости сдвига (перегретая — метастабильное состояние жидкости, нагретой до температуры выше температуры ее равновесного фазового перехода в газообразное переохлажденная — метастабильное состояние жидкости, охлажденной до температуры ниже температуры ее равновесного фазового перехода в твердое) состояние при данном давлении] [c.230]

Фазовым переходом называется переход вещества из одной фазы в другую, сосуществующую с первой. Говоря о фазах чистого вещества, обычно имеют в виду агрегатные состояния вещества и поэтому говорят [c.135]

Вещество в разных агрегатных состояниях имеет различные физические свойства, и в частности плотность. Это различие объясняется характером межмолекулярного взаимодействия. Мы ограничимся здесь лишь упрощенной трактовкой, основанной на явлении ассоциации, т. е. образования комплексов из большего или меньшего числа молекул. При переходе вещества из жидкой фазы в газообразную теплота фазового перехода тратится как на работу расширения, так и на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия, выражающееся в разрушении ассоциированных комплексов. При этом уменьшается и плотность вещества. При плавлении или сублимации теплота фазового перехода затрачивается на разрушение кристаллической решетки твердого тела. [c.135]

Зная основные закономерности, свойственные термодинамическим системам, и владея аппаратом дифференциальных уравнений термодинамики, мы можем приступить к рассмотрению термодинамических свойств веществ, обращая при этом главное внимание на анализ характера зависимостей, связывающих одни свойства вещества с другими. Предметом нашего рассмотрения будут термические и калорические свойства, такие, как удельный объем, энтальпия, внутренняя энергия, энтропия, теплоемкости, термические коэффициенты в каждом из трех основных агрегатных состояний вещества и на кривых фазовых переходов. [c.154]

При действии мощного лазерного излучения на вещество появляются дополнит, механизмы оптич. генерации звука. Они связаны с возможными фазовыми переходами, и в частности с изменением агрегатного состояния вещества. Так, при облучении поверхности конденсированной среды может развиться интенсивное испарение, к-рое вследствие реактивной отдачи приводит к образованию ударной волны, переходящей по мере её распространения в акустическую. Аналогичное явление возникает и при оптич. пробое в газах (см. Оптические разряды) под действием света возникает сильно поглощающая свет плазма, к-рая быстро разогревастся до высоких темп-р, вследствие чего в окружающей среде возникает ударная волна, а затем и акустическая. [c.341]

В отличие от Я (скрытой теплоты фазового превращения) Ди = и"—и называют внутренней теплотой фазового перехода и выражает затраты энергии на изменение агрегатного состояния. Здесь ps — давление фазового перехода. [c.11]

В табл. 5.22 приведена наиболее распространенная классификация струйных аппаратов, базирующаяся на учете агрегатного состояния рабочего и инжектируемого потоков, степени сжатия Рр/Р и интенсивности фазовых переходов [16]. [c.470]

Примерами фазовых переходов первого рода могут служить агрегатные и аллотропические превращения, примерами переходов второго рода — превращения порядок — беспорядок в сплавах типа р-латуни, переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние (магнитное превращение), переход в сверхпроводящее состояние и др. [c.148]

В связи с проблемой защиты тел от разрушения в результате аэродинамического нагрева большой интерес приобрели задачи, учитывающие возможность фазовых переходов в твердом теле при его обтекании сверхзвуковым или высокотемпературным потоком газа. Для решения таких задач необходимо совместно исследовать уравнения движения в области пограничного слоя, в области, занятой жидкой фазой, и уравнение теплопроводности в твердом теле. Однако при достаточно большой теплоте плавления (сублимации) тела и малых значениях коэффициента его теплопроводности, когда большая часть подходящего к поверхности тепла расходуется на процесс изменения агрегатного состояния вещества, теплопроводность в твердом теле можно не рассматривать. В такой постановке ниже исследуется задача об оплавлении полубесконечной пластины в предположении, что отношение произведений плотности на коэффициент динамической вязкости в жидкой фазе и в газе является большой величиной. Полученное решение обобщается на случай отвода в тело части теплового потока, подходящего к фронту плавления. [c.350]

Неравенство величин (р у)тр и (tiy )rp при наличии процесса фазового превращения приводит к тому, что количество движения потока вещества gn меняется при переходе через поверхность раздела фаз. Изменение количества движения потока вещества, меняющего свое агрегатное состояние, вызывает появление реактивной силы, приложенной по нормали к поверхности раздела фаз [c.53]

Если в выделенном объеме смеси грунт—вода—лед при решении уравнения теплопроводности на шаге по времени происходит переход через температуру замерзания, то температура данного объема приравнивается к температуре замерзания, а его агрегатное состояние пересчитывается по методу баланса энергии в соответствии с количеством подводимого (отводимого) тепла. Процедура пересчета повторяется на каждом шаге по времени до тех пор, пока влага в данном объеме присутствует и в жидкой, и в твердой фазах. Поскольку реальный процесс фазового превращения доминирует над процессом теплопроводности, данный механизм пересчета фазового состояния с физической точки зрения не противоречит действительности. [c.96]

Нагрев основного металла и припоя в процессе пайки приводит к понижению энергии активации их атомов и, следовательно, к повышению реакционных свойств. При этом, металлы могут претерпевать полиморфные превращения, т. е. переходить из одного кристаллического состояния в другое, а припой — еще и изменение агрегатного состояния. Переход припоя в жидкое состояние связан с повышением концентрации вакансий, достигающей при плавлении, как правило, критического значения. Фазовые переходы первого рода связаны со значительным поглощением теплоты и сопровождаются обычно увеличением объема. В некоторых случаях при нагреве основного металла и припоя в зависимости от их природы возможны фазовые переходы второго рода , не сопровождающиеся заметным поглощением теплоты и изменением объема. [c.46]

И пзотермич. калориметрах введённая теплота не изменяет темп-ры калориметрия, системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть это 1 системы (наир., таяние льда). Кол-во введенной теплоты в атом случае пропорц, массе вещества, изменившего агрегатное состояние, и теплоте фазового перехода. [c.233]

Указанные четыре группы составили остов представленной на рис. 5 классификации структурных изменений. Фазовые превращения I рода характеризуются комбинацией классификационных элементов и разделены на две части слева указаны превращения, сопровождающиеся изменением агрегатного состояния, справа — твердофазные переходы. В зависимости от того, происходит ли перераспределение компонентов между жидкостью, кристаллами и газом, эти превращения (возгонка, плавление, кристаллизация и др. ) могут быть избирательными и безызбиратель-ными. [c.29]

В К. другого вида — изотермическом (пост, темп-ры) — введённая теплота не изменяет темп-ры калориметрич. системы, а вызывает изменение агрегатного состояния тела, составляющего часть этой системы (напр. таяние льда). Кол-во введённой теплоты пропорционально в этом случае массе в-ва, изменившего агрегатное состояние, и теплоте фазового перехода. [c.239]

Фазовые переходы I рода не обязательно связаны с изменением агрегатного состояния. Аналогичным образом —со скачками объема и энтропии и со скрытой теплотой перехода — происходят многие полиморфные превращения в твердых телах. При таких превращениях меняется кристаллическая стрзчстура и вместе с ней —практически все другие свойства тела. В этой связи различные кристаллические модификации вещества тоже называют его фазами. [c.126]

Фазовые переходы. Всякое вещество может находиться в разных фазах, которые представляют собой различные агрегатные (т. е. газообразное, жидкое, кристаллические и плазменное) состояния вещества, а в случае кристаллического состояния также аллотропные разновидности последнего. Каждая из фаз является однородной системой с одинаковыми физическими свойствами во всех ее частях. Характерная особенность фаз — наличие границ, отделяющих данную фазу от соприкасающихся с ней других фаз. Присущая фазам пространственная разграниченность позволяет производить механическое разделение их. [c.123]

Фазовый переход кристалл—плазма . В закритнческой области при температурах, значительно превышающих критическую, вещество находится в плазменном состоянии. Плазму можно считать четвертым агрегатным состоянием основанием для такого вывода служит возможность фазового перехода нз плазменного состояния в кристаллическое и обратно. [c.639]

Для подавляющего числа фазовых переходов, как сопровождающихся изменением агрегатного состояния, так и связанных с аллотропическими превращениями, фаза, обладающая большей внутренней энергией, имеет и больший удельный объем. Если приписать фазам индексы так, чтобы u2>ui, то окажется, что и V2>Vi. Для небольшого числа веществ при плавл ении и при некоторых аллотропических превращениях эти условия" не соблюдаются и при U2>ui оказывается V2равновесия жидкость — твердое тело). [c.32]

Известно, что любое вещество в зависимости от внещних условий (давления и температуры) может находиться в твердом, жидком и газообразном агрегатных состояниях, или фазах , а также одновременно быть в двух или трех состояниях. (Озстояние, в котором находятся в равновесии твердая, жидкая и паровая фазы вещества, называется тройной точкой.) Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом, или фазовым превращением. Поэтому термодинамические диаграммы (р — и, Т — 5 и др.) для реального газа в отличие от таковых для идеального газа являются фазовыми диаграммами. [c.59]

Фазовые переходы 2-го jw i,a ие сопровождаются измеиепиями агрегатного состояния всгцества и происходят в пределах определенной фазы. Их механизм состоит в перегруппировке атомов и молекул. [c.86]

Теплота фазового превращения. При переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое требуется при неизменной температуре затратить некоторое количество теплоты, называемое теплотой фазового превращения. Теплоту фазового превращения, как и теплоемкость, можно относить либо к единице массы, либо к молю, 1либо к единице объема. Соответствующие раз- [c.200]

В схемах энергетических и технологических установок на неводяных парах применяются разнообразные теплообменники, в которых передача тепла от одного вещества к другому осуществляется без изменения или с изменением агрегатного состояния. Применяются теплообменники и с комбинацией тепловых процессов, когда в одном аппарате передача тепла происходит одно-временнс как без фазовых переходов, так и с конденсацией и [c.138]

Ткг бледно-жёлтого цвета, с резким запахом, сильно ядовит. Во всех агрегатных состояниях состоит из молекул Fj, межъядерное расстояние 141,31 пм (в газе), энергия связи атомов 159,6 кДж/моль. г =-219,699 X, жип= - 188,200 "С. При -227,60 С тв. Ф. претерпевает фазовый переход и существующая при более высоких темп-рах кубич. модификация превращается в моноклинную. Плотность газообразного Ф. при нормальных условиях 1,695 г/дм . Ml- теплоёмкость = 37,34 ДжДмоль К). Ml. теплота плавления 0,5104 кДж/моль, уд. теплота испарения [c.376]

Вторая (дискретная) фаза появляется в результате столкновения молекул, движущихся с различными скоростями и обладающих разной энергией. Отклонения истинных значений скоростей и энергии от средних принято называть флуктуациями. Вблизи состояния насыщения флуктуации могут приводить к локальному изменению агрегатного состояния, в этом случае флуктуацигг называют гетерофазными. Среда, в которой совершаются флуктуации, может самопроизвольно, но кратковременно переходить в менее вероятное состояние по истечении времени релаксации среда переходит к наиболее вероятному состоянию. Гетерофазные флуктуации могут быть также неустойчивыми, если возникающие в результате фазовых [c.314]

Структурная нестабильность металлов и сплавов может быть связана с фазовыми превращениями и не связана с ними. Не связанные с фазовыми переходами структурные изменения являются результатом изменения концентрации точечных дефектов с температурой и давлением, образования дислокаций и дефектов упаковки, взаимодействия и перераспределения дислокаций, формирования и рассыпания дислокационных границ, образования пор и их залечивания, гомогенизации и гетерогенизации (расслоения) растворов и промежуточных фаз, процессов деформации, реализуемых скольжением, двойникованием и межзерен-ными смещениями, образования трещин и др. Меняется структура и под влиянием фазовых превращений. Одни из них обусловлены изменением агрегатного состояния — конденсацией и возгонкой, кристаллизацией и плавлением. Другие — происходят в затвердевших металлах (твердофазные переходы) — полиморфные и изоморфные превращения, процессы растворения и выделения избыточных фаз, атомное и магнитное упорядочения и более сложные превращения — эвтектоидные, перитектоидные, монотектоидные, сфероидизация и коалесценция фаз к т. д. Структурные изменения, таким образом, многооСг зны, о чем свидетельствует приведенный выше перечень. [c.26]

Промежуточное состояние вещества между состоянием реального газа и жидкостью принято называть парообразньш или просто паром. Превращение жидкости в пар представляет собой фазовый переход из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе наблюдается скачкообразное изменение физических свойств вещества. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...