Равновесие фаз. Фазовые переходы первого рода

Равновесие фаз. Фазовые переходы первого рода [c.130]

Фазовый переход первого рода характеризуется тем, что происходит скачкообразное изменение значений объема, энтальпии и энтропии фаз, находящихся в равновесии. К фазовым переходам первого рода относятся парообразование и плавление. Переходы второго рода встречаются значительно реже и характеризуются тем, что в этом случае значения объема, энтальпии и энтропии от фазы к фазе меняются непрерывно, а теплоемкости и коэффициенты сжимаемости — скачкообразно. [c.200]

Основным уравнением, характеризующим фазовые переходы первого рода, является дифференциальное уравнение Клапейрона— Клаузиуса. Это уравнение получается из условия равенства химических потенциалов при равновесии двух фаз [c.235]

Из равенства химических потенциалов фаз при переходе веществ из одной фазы в другую следует, что при любом фазовом переходе давление является функцией температуры и поэтому на плоскости Г, р существует кривая фазового превращения. Однако в отличие от кривой равновесия (12.2) для фазового перехода первого рода (рис. 32) кривая для непрерывного перехода не является кривой равновесия (существования) двух фаз, так как при этом переходе новая фаза появляется сразу во всем объеме. Появление новой фазы не сопровождается возникновением поверхностной энергии, и поэтому при непрерывных переходах перегрев или переохлаждение невозможны. [c.238]

Как уже указывалось, при фазовом переходе первого рода удельные объемы и энтропии равновесно сосуществующих фаз различны pi(T) V2(T) и Si T) S2(T). Однако на кривой фазового равновесия жидкость — пар есть предельная точка, в которой удельные объемы и 28 [c.28]

Условия и различные типы фазового равновесия удобно анализировать с помощью диаграмм <р, р и ф. Г, в которых соответственно изображаются изотермы и изобары для данного вещества. В соответствии со сказанным, в 2-2, при фазовом переходе первого рода первые производные от изобарно-изотермического потенциала изменяются скачком. Это означает, что каждая из фаз [c.34]

Влажный пар — двухфазная среда, состоящая из газообразной (паровой) и жидкой фаз одного вещества. В этой среде возможны фазовые переходы первого рода. Они сопровождаются выделением или поглощением тепла (теплота фазового превращения). Равновесное сосуществование газообразной и жидкой фаз, способных превращаться одна в другую, называется фазовым равновесием. [c.13]

Отсюда следует, что переход вещества из сверхпроводящего состояния в нормальное ниже критической температуры сопровождается поглощением тепла, т. е. в этом случае имеет место фазовый переход первого рода.- Кривая фазового равновесия AD заканчивается в точке D. В этой точке система переходит из двухфазной системы в однофазную (в нормальное состояние металла), т. е. точка Z) является точкой прекращения существования двух фаз. [c.197]

Уравнение Клапейрона - Клаузиуса позволяет решать ряд задач, относящихся к фазовым переходам первого рода. Пусть имеется некоторая физическая величина, зависящая от давления и температуры, А(Р, Т) (в качестве такой величины мы можем выбрать молярный объем К/ любой из фаз, молярную энтропию S любой из фаз, теплоемкость С/, теплоту перехода А и т. д.), и нас интересует изменение этой величины вдоль кривой равновесия фаз при изменении давления или температуры. Имеем следующие очевидные формулы [c.134]

Рассмотрение процессов, происходящих в контакте твердого и жидкого тел с учетом их химического сродства, степени равновесности системы на разных этапах перехода ее к стабильному равновесию и особенностей фазовых переходов первого рода, позволяет объяснить особенности бездиффузионного этапа процесса на границе твердой и жидкой фаз. [c.8]

Фазовые переходы, которые изучались до сих пор, относятся к фазовым переходам первого рода. Отличительные признаки этих процессов следующие наличие скрытой теплоты перехода скачкообразное изменение удельного объема вещества при переходе из одной фазы в другую существование метастабильных состояний вблизи точек равновесия фаз. [c.211]

Равновесию двух фаз отвечает точка на Р — Т -диаграмме. Совокупность таких точек образует кривую равновесия фаз, которая служит графическим решением уравнения Клапейрона — Клаузиуса. Равновесный переход происходит при постоянной температуре и давлении, при этом двухфазная система поглощает или отдает теплоту. Поэтому теплоемкость в точке перехода равна бесконечности. К фазовым переходам первого рода относятся превращения вещества из одного агрегатного состояния в другое и некоторые переходы между кристаллическими модификациями твердых тел. [c.211]

Соотношение (4.3) представляет собой условие фазового равновесия. В пространстве переменных [х, р, Т линия пересечения поверхностей ц = [х и ц = представляет собой линию сосуществования двух фаз. При переходе через эту линию происходит фазовое превращение. Всегда реализуется фаза с меньшим значением химического потенциала, поскольку она более устойчива. Порядок фазового перехода определяется порядком контакта между поверхностями и На фиг. 66 представлен фазовый переход первого рода. [c.200]

Нами были рассмотрены условия равно-весия гетерогенной системы (8,9), при наличии которых равновесие в сложной системе может сохраняться сколь угодно долго. Если нарушается хотя бы одно из условий равновесия, в системе начинается переход вещества, из одной фазы в другую, например переход вещества из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное, из одной кристаллической модификации в другую и т. д. Теоретическое и экспериментальное рассмотрение фазовых превращений позволило разделить их на два класса фазовые переходы первого рода и фазовые переходы второго рода. [c.207]

Основным- уравнением, характеризующим фазовые переходы первого рода, является уравнение Клапейрона-Клаузиуса, которое легко получить из условия равенства химических потенциалов Бри равновесии двух фаз [c.209]

Рассмотрим фазовые переходы первого рода. В этом случае имеет место поглощение (или выделение) скрытой теплоты = Т(52 —51) (плавление, испарение, переходы из одной кристаллической формы в другую и т. д.). Уравнение равновесия двух фаз [c.67]

Раздел 3 — Неравновесные состояния условия равновесия и их применение (возрастание энтропии при необратимом адиабатическом переходе из одного равновесного состояния в другое определение энтропии неравновесных состояний определение свободной энергии для равновесного состояния изменение энтропии при необратимых процессах изменение свободной энергии при необратимых процессах условия равновесия системы замечания, связанные с уточнением физического смысла законов термодинамики фаза условие устойчивости системы, состоящей из одной фазы фазовые превращения фазовые превращения первого рода уравнение Клапейрона — Клаузиуса равновесие трех фаз поверхность термодинамического потенциала критическая точка поверхностная энергия и поверхностное натяжение роль поверхностного натяжения при образовании [c.364]

Фазовые переходы. Если условия равновесия гетерогенной системы нарушаются, в системе начинается переход вещества из одной фазы в другую (фазовые переходы), например, переход вещества из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное и т.п. Фазовые переходы могут быть первого и второго рода. [c.239]

Линии фазового равновесия позволяют выделить на фазовой диаграмме область рлз-личных фаз вещества. Линия фазовых переходов первого рода разделяет фазы, переход между которыми происходит скачкообразно. Линия фазовых переходов второго рода разделяет фазы, непрерывно переходящие одна в другую в точке перехода тело получает качественно новое свейство. [c.242]

Фазовые переходы, соорощождающиеся выделением или поглощением тепла, называются фазовыми переходами первого рода. К ни м относится плавление, испарение, сублимация и многие переходы кристаллических модификаций из одной в другую. В случае фазовых переходов первого рода зав исимюсть температуры фазового перехода от давления находящихся в равновесии фаз определяется уравнением Клапейрона — Клаузиуса [c.127]

Здесь мартенситное превращение рассматривается как фазовый переход первого рода [172], в результате которого образуется макроскопи- чески однородная, монокристаллическая, однодоменная и неискаженная фаза. При этом состояние системы характеризуется удельным термодинамическим потенциалом <Ра = <р (Т,Р ), являющимся функцией температуры Т, давления Р (в общем случае вместо Р следует использовать тензор напряжений и внутреннего параметра — собственной деформации мартенситного превращения е [172], Если величины Т,Р представляют независимые параметры состояния, то равновесное значение Со = о( параметра мартенситного превращения фиксируется условием равновесия д<р /д р = О, причем для его устойчивости требуется д щ/де ,р > О [17]. Данный подход позволяет представить характерную черту мартенситного превращения — сосуществование фаз. В этом случае неоднородность системы, характеризуемая координатной зависимостью определяется средним по объему кристалла е(,(г)р, которое, очевидно, сводится к объемной доле мартенситной фазы р. В макроскопическом приближении средний термодинамический потенциал неоднородной системы = <Ра(Т, Р, (,(г)) имеет вид [c.182]

Известно много фазовых переходов первого рода, например переход жидкость — пар в чистом веществе, за исключением критической точки, когда теплоемкость Ср становится бесконечной (см. фиг. 53а). Что касается фазовых переходов второго рода, то известно лишь небольшое число примеров, причем имеются определенные отклонения от схемы Эрепфеста. Рассмотрим, например, случай перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние этот переход описывается кривой равновесия в плоскости переменных II — Т (Я — магнитное поле). Скрытая теплота перехода равна нулю только в точке Н = О кривой равновесия, когда теплоемкость Сц (= Су) испытывает скачок. Как показал Опсагер [4], для двумерного изинговского ферромагнетика при Н = О теплоемкость С и (=Су) логарифмически расходится в точке перехода и непрерывна везде вне ее. Тисса [5, 6] указал, что разложение в ряд Тейлора невозможно, поскольку коэффициенты при производных от ц второго и более высоких порядков для одной илп обеих фаз могут обращаться в бесконечность. Таким образом, первоначальная классификация Эренфеста является в значительной мере неполной. [c.205]

При изменении велнчин Т, Х (или (г )) между упорядоченными фазами могут происходить фазовые переходы (ФП) — спонтанные (по Г), индуцированные (по Р, Е или Н) или концентрационные (по с). Равновесие фаз при ФП характеризуется равенством термодинамич. потенциалов при этом их первые (для ФП 1-го рода) и вторые (для ФП 2-го рода) производные могут иметь разрывы или др. особенности, В простейшем случае спонтанный ФП 2-го рода происходит в иэолиров. точке (см. Кюри точка, Пееля точка, Сверхтекучесть, Сверхпроводимость). Если действие обобщённых полей (Х не устраняет особенности термодинамич. потенциала и его производных, то на диаграмме состояний возникает линия (поверхность) ФП — ф а 3 о в а я граница Гс((Х4(). [c.14]

Кривая фазового равновесия между двумя фа шми на плоскости р, Т) может уходить в бесконечность, а также кончаться в точке пересечения с др. кривыми фазового равновоспя (напр,, в тройной точке) лпбо в точке, в к-рой исчезает различие между двумя фазами (в критич. точке, см. [ ритическое состо.чние). Критич. точка может существовать лишь для таких двух фаз, различие между к-рыми имеет количественный, а не качественный (связанный с разной внутренней симметрией, как в случае жидкости и кристалла) характер. (.Следовательно, кривые с]1. п. второго рода не могут оканчиваться в нек-рой точке, т. к. они )аз-деляют фазы с разгюй симметрией. Точка, в к-рой кривая Ф. п. первого рода переходит в кривую <1). п. второго рода, наз. критич. точкой переходов второго рода опа аналогична обычной критнч. точке. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...