Предельные состояния вещества

Чтобы охарактеризовать критическую точку как предельное состояние распавшегося на две фазы вещества, предположим, что термодинамические величины (по крайней мере некоторые из них) не имеют в критической точке математических особенностей, которые делали бы невозможным представление их в виде ряда по степеням разности значений двух параметров в исследуемо м состоянии и в критической точке. Свойства подобных рядов, отнесенных к точкам границы однородного и двухфазного состояний вещества, т. е. к кривой фазового равновесия, будут характеризовать критическую точку как предельное состояние вещества, находящегося в форме двух равновесно сосуществующих фаз. [c.223]

Как видно из графика, точка k соответствует некоторому предельному состоянию вещества, при котором исчезает видимое различие между жидкостью и паром. Критические параметры, характеризующие это состояние для каждого веп ества, имеют определенные значения. Так, например, для воды = 221,15 бар, f ,p = 374,12 °С, и,ф= 0,003147 м-укг. [c.108]

ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА [c.13]

Другое предельное состояние вещества —это идеальные газы. Вещества можно перевести в это состояние при достаточно высоких температурах и низких давлениях. Оно характеризуется отсутствием взаимного притяжения частиц, находящихся в движении, а также очень малым объемом этих частиц по сравнению с объемом, в котором они размещаются . [c.13]

Предельные состояния веществ 13 [c.477]

Физическими предпосылками, положенными в основу установления связи фрактальной размерности с предельной поперечной деформацией является следующие [18] классическая механика в однородной изотропной модели твердого тела использует три коэффициента упругости, являющихся характеристиками состояния вещества модуль Юнга Е, модуль сдвига G и коэффициент Пуассона V, определяемый отношением поперечной деформации к про- [c.100]

Энтропия какого-либо газа в идеальном состоянии может быть определена из рассмотрения изобарического перехода от конденсированной фазы данного вещества, находящейся при Д = О и данном давлении, до заданного состояния вещества в виде предельно разреженного газа. Сумма изменений энтропии на каждом из участков этого перехода даст искомое значение энтропии газа в идеальном состоянии. [c.88]

В критической точке в отличие от других точек пограничной кривой свойства обеих фаз (жидкой и газообразной) идентичны, т. е. критическое состояние является одним и тем же предельным физическим состоянием вещества, достигаемым как при переходе из области однородных состояний, так и при переходе по границе между однородными и двухфазными состояниями веществ. [c.238]

Из хода кривой плавления следует, что имеются некоторые предельные значения температуры и давления (а следовательно, и плотности), выше которых кристаллическое состояние вещества невозможно. [c.639]

Термодинамическим процессом в общем случае называется всякая непрерывная последовательность изменения состояния вещества в процессе передачи теплоты или совершения работы. При этом вводится еще ряд дополнительных определений. Так, если процесс протекает как непрерывная последовательность равновесных состояний, то его называют равновесным, т. е. как предельно замедленный процесс. [c.28]

В то же время основной задачей теории изнашивания является установление критериев, с помощью которых можно было бы предсказать скорость (или интенсивность) изнашивания, наступление предельного состояния поверхностных слоев, переходы от одного вида изнашивания к другому. Наиболее общим и перспективным в исследовании и описании процессов изнашивания является термодинамический подход, в основе которого лежат законы сохранения энергии и принцип увеличения энтропии при необратимых процессах (первое и второе начала термодинамики). Целесообразность такого подхода также объясняется тем, что в основе современных теорий прочности твердых тел и строения вещества лежат энергетические концепции, а процесс трения всегда сопровождается диссипацией энергии. При этом совокупность происходящих физико-химических процессов, обусловливающая изменение структуры материала, энтропии трибосистемы и ее изнашивание (разрушение), может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики и термодинамических критериев (энерге- [c.111]

Эти соотношения были получены в 4-3 из рассмотрения устойчивости однородного состояния вещества. Следовательно, условия (6-28) характеризуют критическую точку как предельное состояние однородного вещества. [c.223]

Что касается анализа пластических деформаций, то в в этом направлении за последние годы механика сплошной среды, внедряясь в сферу структурных особенностей поликристаллического вещества, достигла определенных успехов. При некоторых упрощающих предположениях уже можно по характеристикам отдельного кристалла предсказать вид диаграммы растяжения образца. Однако сделать это пока удается только для определенных материалов, но при этом с такими вычислительными трудностями, при которых построение каждой диаграммы выливается фактически в серьезную научную работу. Если дальнейшее развитие этого направления позволит уверенно анализировать поведение материалов в общем случае напряженного состояния, то тем самым будет дана новая трактовка не только теории предельных состояний, но и теории пластичности. [c.95]

Точка К соответствует предельному, критическому состоянию вещества, при котором исчезает видимый мениск между жидкостью и паром, и переход из одного фазового состояния в другое происходит без поглощения или выделения тепла. [c.38]

Прежде чем вычислить статистические критерии состояния смеси, определим характеристики случайной смеси с заданной концентрацией ингредиента в полном объеме смеси Са — q — 2 %. Дисперсия биномиального распределения концентрации при выборе проб с предельными частицами вещества (4.1) [c.144]

Сверхбыстрая закалка является эффективным способом измельчения структуры сплавов, так как установлено, что он происходит при всех способах быстрого затвердевания. Этот процесс проявляется и при пластическом деформировании металлов и сплавов, сопровождающемся, как известно, фрагментацией зерен. Таким образом, независимо от способа достижения предельного состояния материала реализуются характерные геометрические размеры конденсированного вещества, которые оказываются соизмеримыми с тем или иным масштабом физического явления [c.293]

Реальные состояния вещества находятся между этими двумя предельными состояниями. Переход от идеального кристалла к идеальному газу можно описать посредством промежуточных состояний реальные кристаллы, жидкие кристаллы, реальные жидкости, идеальные жидкости, реальные газы. При этом часто бывает трудно четко разграничить эти состояния и разграничение связано с некоторым произволом. [c.14]

Если провести через предельные точки В и С всех изотерм непрерывную линию, то последняя укажет границу метастабильных или в более общем смысле однородных состояний вещества. Во всех точках этой граничной ли-/др [c.112]

В действительных условиях фазовый переход начинается ранее, чем будет достигнуто предельное значенпе объема в точках С или В, и происходит при постоянной температуре не по волнообразному участку ОСВА (фиг. 7-20), а по прямой О А. Однако состояния, соответствующие участкам ВС и АВ изотермы, наблюдаются на опыте и представляют собой метастабильные состояния вещества — пересыщенный или переохлажденный пар справа от точки С и перегретую жидкость слева от точки В. [c.138]

Отрезок 2—3 изотермы характерен тем, что состояния среды отличаются от состояния в точке 2 большей плотностью и, как видно из фиг. 2. 3, большим давлением. Следовательно, это говорит о том, что в диапазоне объемов от Уз до Уз может существовать пересыщенный пар (без жидкости), т. е. пар, имеющий давление, большее, чем давление насыщенного пара при той же температуре. Действительно, из опытов следует, что пар при отсутствии благоприятных условий конденсации, как, например, микроскопических твердых частиц в газе, ионизированных молекул, шероховатой поверхности сосуда и т. д., — можно значительно уплотнить без выделения из него капель жидкости. Но независимо от этого все же наступает такой момент, когда при уменьшении объема газ начинает конденсироваться, т. ё. появляется вторая фаза — жидкая. Точка 3 и есть то предельное значение объема (уз) однородного (газообразного) состояния вещества, при достижении которого возникает распад вещества на две фазы. [c.35]

Если сжимать газ при постоянной температуре, то можно достигнуть состояния насыщения (сжижения газа), соответствующего этой температуре и некоторому определенному давлению. При дальнейшем сжатии пар будет конденсироваться и в определенный момент полностью превратится в жидкость. Процесс перехода пара в жидкость проходит при постоянных температуре и давлении, так как давление насыщенного пара однозначно определяется температурой. На р— у-диаграмме (рис. 9.1) область двухфазных состояний (пар и жидкость) лежит между кривыми кипящей жидкости и сухого насыщенного пара. При увеличении давления эти кривые сближаются. Сближение происходит потому, что объем пара уменьшается, а объем жидкости увеличивается. При некотором определенном для данной жидкости (пара) давлении кривые кипящей жидкости и пара встречаются в так называемой критической точке, которс1Й соответствуют критические параметры давление р , температура удельный объем характеризующие критическое состояние вещества. При критическом состоянии исчезают различия между жидкостью и паром. Оно является предельным физическим состоянием как для однородного, так и для распавшегося на две фазы вещества. При температуре более высокой, чем критическая, газ ни при каком давлении не может сконденсироваться, т. е. превратиться в жидкость. [c.103]

Но обращение в нуль производных (дplдv)т и (д р1да - )х характерно для критической точки вещества. Таким образом, температура, соответствующая предельной изотерме с исчезающе малой протяженностью волнообразной части, представляет собой верхнюю границу двухфазных (жидкого и газообразного) состояний вещества, т. е. является критической температурой Т . Точка изотермы, в которой все три корня уравнения Ван-дер-Ваальса совпадают, есть критическая точка. [c.198]

Чтобы охарактеризовать критическую точку как предельное состояние распавшегося на две фазы вещества, предположим, что термодинамические величины (по крайней мере некоторые из них) не имеют в критической точке математических особенностей, которые делали бы невозможным представление их в виде ряда по степеням разности значений двух параметров в иссле- [c.239]

Теплоемкость газов дана в состоянии идеального газа, т. е. при предельно низком давленпи. Изменение состояния вещества обозначено до и после фазового перехода т — твердое, ж — жидкое, г—газообразное. Различные кристаллические модификации твердого состояния отмечены греческими буквами а, р, / и др. [c.210]

Теоретический анализ состояния вещества в области критической точки основан на условиях термодинамического равновесия, причем к зитическая точка рассматривается как предельное состояние однородной и двухфазной систем. Существенным моментом анализа является выбор независимых переменных. В случае переменных р и Т при разложении в окрестности критической точки некоторых термодинамических функций, в частности энергии Гиббса, по степеням р — и Т — Т возникают осложнения из-за того, что при р — и д ( 1др )т бесконечно большие. Аналогичная трудность возникает и при переменных v и Т. Поэтому в дальнейшем в качестве независимых переменных ршбраны и и s. [c.258]

Прекращение пленочного кипения наступает при уменьшении температуры поверхности ниже определенного значения. В эти моменты- жидкость начинает касаться (смачивать) теплоотдающей поверхности. Опыты показывают, что прекращение пленочного кипения происходит тогда, когда температура поверхности нагрева t оказывается ра вной или обычно несколько более низкой, чем температура предельного перегрева жидкости tn. Последняя определяет тот максимальный перегрев жидкости, выше которого жидкая фаза оказывается термодинамически абсолютно неустойчивой она самопроизвольно распадается и испаряется. В работах [Л.82, 83] подробно исследовались величины температур предельного перегрева жидкостей с применением различных методов эксперимента. На рис. 4-21 показана зависимость ta= —fip) для воды [Л. 83]. На этом рисунке показана также линия насыщения ta=f p) воды. Характерной особенностью зависимости t =f(p) является то, что она близка к прямой линии, которая заканчивается в критической точке состояния вещества. В табл. 4-3 приведены значения tn для ряда жидкостей при атмосф ерном давлении [Л. 82]. [c.126]

Все существующие феноменологические модели связи электрического сигнала на электродах короткозамкнутого конденсатора с диэлектрическим слоем при прохождении волны нагрузки с параметрами нагрузки предполагают поляризацию диэлектрика на фронте волны с изменением диэлектрической проницаемости и проводимости (или без изменения последней) I связанную с поляризацией неравновеспость состояния вещества за фронтом волны. За фронтом идет процесс распада поляризации по одному или нескольким механизмам с соответствующими временами релаксации [109, 157, 311, 374]. Для большинства исследованных материалов в диапазоне давления до ЫО кгс/см2 величина ударной поляризации в 10 —10 раз лченьше предельной величины поляризации, соответствующей развороту всех диполей полярного диэлектрика в одном направлении. В связи с этим следует ожидать, что при наложении сильного электрического поля поляризация диэлектрика значительно более высокая, чем при прохождении ударной волны. Вместе с тем вклад ударной поляризации в поляризованном электрическим полем диэлектрике резко уменьшается. Эти соображения позволяют принять, что процессы ударной поляризации в диэлектрике при сильном внешнем электрическом поле можно не учитывать при анализе работы диэлектрического датчика давления. [c.173]

Для того чтобы понять процессы, сопровождаюш,ие теплоотдачу к жидкости в сверхкритической области, необходимо проанализировать изменение физических свойств жидкости в окрестности критической точки и выше нее. Теоретически удельная теплоемкость при постоянном давлении и коэффициент теплового расширения в критической точке стремятся к бесконечности. Указанное свойство можно рассматривать как следствие того обстоятельства, что критическая точка является верхней границей области, в которой может происходить кипение. Скрытая теплота парообразования в критической точке стремится к нулю, а удельные объемы жидкости на кривой насыщения и газообразной фазы становятся одинаковыми. При давлении ниже критического на бесконечно малую величину можно увеличить энтальпию на бесконечно малую величину, равную скрытой теплоте парообразования температура при этом останется постоянной. Одновременно происходит увеличение удельного объема на бесконечно малую величину. В связи с этим предполагается, что удельная теплоемкость и коэффициент теплового расширения при давлении ниже критического становятся бесконечно большими. Подобное предельное состояние достигается также и в закритической области, где наблюдается резкий конечный максимум удельной теплоемкости. Удовлетворительные экспериментальные доказательства бесконечно больших значений любого из двух указанных физических параметров в сверхкритическом состоянии отсутствуют. Сверхкритическая температура, при которой наблюдается максимум удельной теплоемкости, по терминологии Голдмена [3] называется псеводокрити-ческой температурой. Псевдокритическая температура для большинства веществ увеличивается с давлением, а величина максимума удельной теплоемкости уменьшается (фиг. 1). [c.352]

На рис. 6-38, а ш б показан характер изобар (в Т,у-диаграмме) и изотерм (в р,и-диа-грамме) пара при его переохлаждении и жидкости при ее перегреве . Пунктиром на этих диаграммах показан обычный ход изобары-изотермы внутри двухфазной области, соответ-ствуюшдй стабильному состоянию вещества. Как видно из этих диаграмм, изобары (или изотермы) вещества в метастабильном состоянии с удалением от пограничной кривой постепенно становятся все более пологими до тех пор, пока касательная к ним не станет горизонтальной понятно, что это состояние соответствует равенствам (dT/dv)p=0 или (dp dv)j,=0. Точки метастабильных изобар и изотерм, в которых эти производные обращаются в нуль, являются предельными точками указанных метастабильных состояний. Как показывается в статистической физике, в тех случаях, когда состояние вещества характеризуется равенством dpIdv)j,—0, местные самопроизвольные сгущения или разрежения вещества (так называемые флуктуации плотности), которые могут играть роль центров образования устойчивой фазы, становятся бесконечно большими. Если флуктуации плотности бесконечно велики, то метастабильное состояние дальше существовать не может — вещество обязательно (со 100%-ной вероятностью) перейдет в стабильное состояние. Следовательно, существование перегретой жидкости в состоянии правее точки а и существование переохлажденного пара в состоянии левее точки Ь (см. Г,у-диаграмму на рис. 6-38, а) невозможно. [c.212]

Линия в диаграмме состояния, соединяющая те точки на изобарах (или изотермах) в метастабильном состоянии, в которых производная (dpldv)j, обращается в нуль (т. е. предельные точки существования метастабильных состояний), называется сиинодалью. Соответственно пограничную кривую, отделяющую двухфазную область состояний от однофазной области, иногда называют бинодалью. Бинодаль и спинодаль в Т, v-, р, V-, р, Г-диаграммах изображены на рис. 6-39 (бинодаль — сплошная линия, спинодаль — пунктир). Очевидно, что спинодаль можно также определить как границу области состояний, внутри которой невозможно существование вещества в однофазном состоянии в самом деле, внутри области Kd на рис. 6-39, аш б существование метастабильного однофазного состояния вещества невозможно. С другой стороны, бинодаль можно определить как границу области состояний, вне которой невозможно существование вещества в двухфазном состоянии. Заштрихованные участки на рис. 6-39 соответствуют области возможного существования метастабильных состояний. [c.212]

Электродосветные И, о. и., в к-рых достигаются предельные для веществ в конденсированном состоянии Т 4200 к и кд/м , использу- [c.222]

МАГНИТНОЕ НАСЫЩЕНИЕ — состояние вещества, при к-ром его намагниченность Л/достигает насыщения (предельного значения) Л/ , не изменяющегося при дальнейшем возрастании напряжённости намагничивающего поля Н. Строго говоря, М. н. в те.чпически доступных магн. полях никогда не достигается, поскольку вклады в М, вносимые прецессионным диамагнетизмом и полярпзац. парамагнетизмом, не обнаруживают тенденции к насыщению. Однако эти вклады малы по сравнению с намагничеиностью, обусловленной ориентац. парамагнетизмом. Поэтому иод М. н. обычно понимают такое состояние, в к-ром все имеющиеся в вещество элементарные магнитные моменты ориентированы вдоль И. [c.664]

Совсем иные соотношения получаются в том случае, когда число взвешенных частиц в потоке столь велико, что они все время касаются друг друга. Для подобного рода потоков, напоминающих по своей структуре тину или кашу, существует такое предельное состояние, в известной мере сходное с пластическим состоянием вещества, при котором прекращаются всякие взаимные перемещения частиц. Теоретическим исследованием движения таких потоков в трубах занимался Бингам . Опыты Колдуэлла и Баббита подтвердили правильность соотношений, полученных Бингамом. [c.447]

Они получаются в предельном случае Г -> со стороны двухфазных состояний системы. В двухфазной области равенства (9.18) выражают тот факт, что там любой ква-зистатический процесс изображается на диаграмме р — Т линией, совпадающей с кривой насыщения [231, 232]. Соотнощения (9.17) выведены из рассмотрения однородных метастабильных состояний вещества на границе устойчивости относительно бесконечно малых возмущений. В переменных р, Т спинодаль является огибающей семейств изохор, адиабат и изоэнтальп. Каждое из этих семейств делится критической изолинией а =а =соп81 (ж = V, 8, Ь) [c.249]

Метастабильные состояния газа и жидкости вместе с границей устойчивости однородных состояний описываются в модели твердых шаров, которая является вариантом модели Изинга. Получается уравнение состояния ван-дер-ваальсовского тина [214]. Специально вопрос о границе устойчивости рассмотрен Фишером [239]. Он использовал метод коррелятивных функций в супернозицион-ном приближении. Однако результаты указанных разработок имеют скорее качественный характер и пока мало пригодны для количественных оценок. Удивительно правдоподобная и в то же время простая оценка снинодали получается в элементарной дырочной жидкости, которая была предложена Фюртом [240]. Теория охватывает и метастабильную область. Дырки отождествляются с пузырьками пара, которые спонтанно возникают в жидкости. Каждому равновесному состоянию вещества соответствует определенное распределение дырок по их размерам. Пузырьку приписываются обычное поверхностное натяжение, три степени свободы поступательного движения и одна внутренняя степень свободы, отвечающая изменению радиуса г. Давление нара в пузырьке принимается равным давлению насыщения при данной температуре и плоской границе раздела, р" = р . Средний размер дырок увеличивается по мере перегрева жидкости, оставаясь весьма малой величиной до некоторого предельного перегрева, после чего начинается катастрофический рост пузырьков. По смыслу используемого в [240] условия теория дает уравнение спинодали в переменных р, Т, однако в таком плане результаты не обсуждались. [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...