Определение теп л от фазовых переходов

Приближение среднего поля описывает поведение системы тем хуже, чем сильнее флуктуации, так как в теории среднего поля коррелированные флуктуации параметра порядка не учитываются. Соответственно этому набор критических показателей, вообще неодинаков для различных фазовых переходов. Поэтому универсальность фазовых переходов второго рода надо понимать в том смысле, что для группы определенных фазовых переходов критические показатели одни и те же, причем таких групп может быть несколько. В тех случаях, когда в силу внутренних особенностей системы флуктуации в ней оказываются слабыми, справедлива теория Ландау, и критические показатели будут иметь значения, вытекающие из этой теории. Последнее справедливо очевидно для сверхпроводящих переходов и для фазовых переходов в некоторых сегнетоэлектриках. [c.254]

Согласно определению фазовых переходов первого рода Я= =0. [c.207]

Применить критерий уравнения (8-16) для определения температуры фазового перехода твердой фазы А в твердую фазу В, если равно 3000 кал моль и равно 2м . Принять, что температура достаточно высока, чтобы значение х было мало, и величину (1— е можно приближенно заменить на X. [c.263]

В отличие от фазовых переходов первого рода, таких, как точки плавления или кипения, при фазовых переходах второго рода отсутствует скрытая теплота перехода. Поэтому такие переходы используются лишь как индикатор определенной температуры, а не способ ее поддержания. При затвердевании чистых металлов, которое обсуждается ниже, образец металла будет оставаться при температуре затвердевания, хотя его окружение охлаждается. В случае сверхпроводящих переходов отсутствие скрытой теплоты перехода не создает серьезных проблем. Это объясняется тем, что при низких температурах легко обеспечить необходимую точность терморегулирования, а теплоемкости и теплопроводности материалов таковы, что неоднородности температуры в криостате и инерционность объектов регулирования не создают никаких затруднений. [c.168]

Вещество может переходить из одной фазы в другую, и этот переход называют фазовым переходом, или превращением. Переход вещества из одной фазы в другую происходит при определенной температуре, при которой могут существовать две или три его фазы. Равновесное состояние фаз вещества, способных превращаться [c.176]

Интересно отметить, что при отсутствии фазовых переходов тепловые процессы существенны для определения затухания пульсаций, характеризуемого Л, и не существенны для определения их собственной частоты со,, которую в результате можно определять из простейшего характеристического уравнения (5.8.22), В частности, при то Sq о -С 1 имеем = —Зп, что с учетом [c.303]

По определенным из этой системы и Та легко вычислить реализующуюся интенсивность фазовых переходов [c.321]

Другая задача связана с определением порогового значения N=N,, отвечающем точке неравновесного фазового перехода при Н=1. Будем рассматривать среду в точках неравновесных фазовых переходов как бесконечный пер- [c.346]

Изложенный метод был применен для определения полей скорости, температуры, коэффициентов теплоотдачи в процессе конденсации (испарения), а также с целью определения величины Ф(дг), характеризующей изменение расхода в процессе фазового перехода. [c.39]

В настоящее время нет никаких оснований для проведения резкой грани между термодинамикой и статистической физикой тем не менее определенное преимущество термодинамики и особенность ее методов диктуют важность отдельного изложения термодинамики с привлечением необходимых качественных молекулярных представлений. Она позволяет с помощью своих начал легко учитывать наблюдаемые на опыте закономерности и получать из них фундаментальные следствия. Именно на этом пути в свое время было предсказано вырождение газов при низкой температуре, развита теория фазовых переходов второго рода, формируется термодинамическая теория кинетических явлений в физических системах неравновесная термодинамика или термодинамика необратимых процессов). [c.10]

Задачей теории критических показателей является определение числовых значений показателей исходя из модельных данных и установление различных соотношений между критическими показателями. Значения критических показателей характеризуют степень приближения к критической точке, а сравнение показателей различных моделей с экспериментальными данными позволяет судить о реалистичности рассматриваемой модели. Например, теория Ван-дер-Ваальса критической точки жидкость — пар и теория Кюри— Вейса для перехода ферромагнетик — парамагнетик приводят к следующим значениям показателей а = а = 0, 7=7 = 1, Р = 1/2, 6 = 3. Такие же не согласующиеся с опытом показатели дает теория Ландау фазовых переходов второго рода. Экспериментальные значения критических показателей для системы жидкость — газ аргона таковы а<0,4 а >0,25 7 = 0.6 . 7 = 1,1 р = 0,33 6 = 4,4. [c.177]

Метастабильные состояния встречаются и при фазовом переходе от жидкой или газообразной фазы к кристаллической фазе, т. е. могут быть у всех трех фаз. При фазовом переходе от кристаллической фазы к жидкой, т. е. при плавлении кристаллов, метастабильных состояний не возникает. Плавление кристаллов происходит при строго определенной температуре, и последняя никаким способом не может быть увеличена по сравнению с характерной для данного кристалла температурой. В аморфных твердых телах в отличие от кристаллов возможно возникновение при плавлении метастабильных состояний. [c.128]

Испарение жидкости. Равновесный фазовый переход от жидкого состояния к газообразному при данном давлении, т. е. из точки 1 на левой ветви пограничной кривой в соответствующую тому же давлению точку 2 на правой ветви ее (рис. 8.1), происходит, как это было показано в 3.4, при вполне определенной температуре и изображается прямолинейным участком изотермы /—2. [c.222]

Давление и температура жидкости и пара при равновесном фазовом переходе не изменяются полный объем, занимаемый паром и жидкостью, растет по мере перехода из состояния в точке 1 в состояние, соответствующее точке 2, вследствие меньшей плотности паровой фазы по сравнению с жидкой. Вылетающие из жидкости молекулы заполняют свободное пространство над поверхностью жидкости их совокупность и образует насыщенный пар Часть вылетевших молекул вследствие теплового движения снова возвращается в жидкость. Между переходом молекул из жидкости в пар и обратным переходом молекул из пара в жидкость устанавливается динамическое равновесие, в результате которого плотность молекул над жидкостью, а следовательно, и давление насыщенного пара принимают при данной температуре вполне определенные величины. С изменением температуры равновесие смещается, вызывая соответствующие изменения плотности и давления насыщенного пара. [c.222]

В общем случае аир зависят от давления, температуры, химического состава, структуры тела и его фазового состояния. Монотонный характер зависимости а Т) нарушается в точках фазового перехода, а также за счет сложения электронного, магнитного и решеточного вкладов в температурное расширение, которые в определенных температурных интервалах могут быть различными по знаку и сравнимыми по значению. [c.222]

Необходимо отметить, что имеются определенные области состояний макроскопических систем, для которых характерно существование сильно развитых флуктуаций. Это прежде всего состояния вблизи критических точек равновесия жидкость—пар или жидкость—жидкость (для расслаивающихся растворов), а также состояния вблизи точек фазовых переходов второго рода. Резкое возрастание интенсивности рассеянного света вблизи критических точек жидких систем носит название критической Опалесценции. Велики относительные флуктуации параметров малых систем. Известным проявлением флуктуаций в малых объемах служит броуновское движение, обусловленное флуктуациями случайной силы, действующей на броуновскую частицу со стороны соседних молекул жидкости. [c.149]

Жидкость может испаряться не только со свободной поверхности, но и внутрь пузырей, образующихся в ней при определенных температуре и давлении. Такой фазовый переход называется кипением. Оно может наступить в покоящейся или движущейся жидкости при температуре, равной температуре кипения при данном давлении, или при давлении, равном упругости насыщенного пара при данной температуре. [c.20]

Переход из одной фазы в другую (фазовый переход) сопровождается, как известно, выделением или поглощением определенного количества тепла (вопрос о более тонких фазовых переходах будет рассмотрен позднее), называемой часто (скрытой) теплотой перехода q. Поскольку фазовый переход происходит при постоянных давлении и температуре, то количество поглощаемого, например, тепла равно изменению энтальпии тела. [c.251]

Важные последствия имеет непрерывное изменение термодинамического потенциала в области фазового перехода I рода. Кривые функций 1л(Т) и ii2(T) не имеют в окрестности точки этого перехода каких-либо особенностей, и на них с обеих сторон этой точки имеются минимумы термодинамического потенциала. С этой особенностью поведения термодинамического потенциала связана принципиальная возможность перегрева или переохлаждения фаз, наблюдающегося при определенных условиях в случае фазового перехода I рода. [c.256]

Универсальные условия совместности, приведенные выше, представляют собою по существу приложение общих фундаментальных законов сохранения к поверхностям разрыва. Поэтому они одинаково справедливы для самых различных классов физических задач фазовые переходы, газодинамические поверхности разрыва, фронт горения или детонации и т.д. Однако для однозначной формулировки прикладных задач определенного класса (в частности. [c.56]

При скоростях фазовых переходов, но порядку достаточно близких к реальным, линия amm( ) (штриховая линия на рис. 3.4.6), показывающая степень полноты перехода в фазу высокого давления, круто идет из крайней точки F, где фазовые переходы произошли полностью. Это создает возможность определения уравнения кинетики превращения а е по остаточному эффекту, для чего нужно после соответствующего эксперимента определить действительную глубину этой зоны. [c.282]

Сравнение на рис. 3.5.4 экспериментальных данных по измерению 6hl и теоретических данных по определению б дает убедительное подтверждение предположению о связи сильного упрочнения при взрывной обработке железа с двойной перекристаллизацией при фазовых переходах а е в ударных волнах. [c.288]

Различают фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые переходы первого рода в отличие от фазовых переходов второго рода сопровождаются изменением удельного объема и энтропии системы следовательно, фазовые переходы первого рода характеризуются определенной теплотой перехода. [c.89]

Кристаллические полимеры образуются в том случае, если их макромолекулы достаточно гибкие и имеют регулярную структуру. Тогда при соответствухтих условиях возможны фазовый переход внутри пачки и образование пространственных решеток кристаллов. Кристаллизующимися полимерами являются полизтилен, полипропилен, полиамиды и др. Кристаллизация осуществляется в определенном интервале температур. [c.22]

В гл. 2 излагалось, каким образом на основе ряда реперных точек и определенных методов интерполяции между ними возникла Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Реперными точками первой МПТШ являлись точки кипения кислорода, воды и серы, точки затвердевания воды, серебра и золота. В современной редакции шкалы добавлены точки кипения водорода и неона, тройные точки водорода, неона, аргона, кислорода и воды, точки затвердевания олова и цинка в свою очередь точка кипения серы исключена. В последние годы тройные точки и точки затвердевания считаются более предпочтительными по сравнению с точками кипения по простой причине они могут быть реализованы без необходимости измерять давление. Продолжающийся рост требований к увеличению точности реализации точек кипения приводит к необходимости более точных измерений давления, что сопряжено с очень большими трудностями. Например, для реализации точки кипения воды с воспроизводимостью по температуре 0,1 мК необходимо измерение давления с погрешностью 0,3 Па в свою очередь в точке кипения серы изменения давления 0,3 Па приводят к изменениям температуры на 0,2 мК- Необходимость в расширении МПТШ ниже 13,81 К, т. е. в область, где тройных точек не существует, привело к разработке реперных точек, основанных на фазовых переходах в твердом теле. Наиболее важным шагом в этом направлении явилось принятие в качестве реперных точек нижней части ПШТ-76 температур сверхпроводящих. переходов. [c.138]

Современное состояние механики многофазных сред характеризуется интенсивным развитием теоретических и экспериментальных исследований. Разработаны и математически описаны некоторые идеализированные модели движения таких сред. Возможные модели и соответственно совокупности описывающих зти модели уравнений довольно многочисленны. Очевидно, решения разных задач должны основываться на существенно различных допущениях и упрощающих предпосылках. Следовательно, оправданы стремления создать и математически описать модель, которая для определенного круга задач дает наилучшие результаты в ограниченных пределах при.менения. В рамках каждой модели наиболее простыми оказываются решения квази-одно.мерных задач. Следует отметить, что наиболее законченный ВР1Д и.меет и соответствующий раздел механики гомогенных сред (одномерное движение жидкости и газа). Естественно, что и в книге oy в одномерной трактовке представлены наиболее законченные решения. Вместе с тем широко развернуты теоретические исследования, имеющие целью получить наиболее общие уравнения, описывающие движение многофазной (многокомпонентной) среды полидисперсной структуры при наличии теплообмена, фазовых переходов, с учетом метастабильности и неравновесности процесса. Такие уравнения получены и для некоторых частных случаев решены. [c.5]

Критические показатели в теории перколяций, как и в синергетике, обладают свойством универсальности и самоподобия. Универсальность означает, что все критические показатели определяются лишь размерностью пространства, а самоподобие - возможность характеризовать свойства объекта фрактальной размерностью. Поэтому перколяционные кластеры фрактальны, а критические показатели не зависят от выбора модели. Теория перколяций отвечает на вопрос, возможно ли в данной среде протекание, и если да, то с какой скоростью Для решения подобных задач используется решеточная модель протекания. Она связана с рассмотрением решеток в виде совокупности уз1юв и связей. Каждый данный узел можно выделить, если пометить его определенным цветом, например, черным. Совокупность связанных друг с другом черных узлов называют черным кластером, концентрация х которых может быть различной. При х=0 черные кластеры отсутствуют, а при х 1 черные кластеры представляют собой совокупность малого количества узлов (одиночные узлы, пары и т.п.). При х=1 все узлы черные при (1-х)<1в системе имеется бесконечный черный кластер. Таким образом, предполагается наличие критической концентрации Хс, при которой возникает фазовый переход, каковым и является образование бесконечного кластера. Параметром порядка при этом является мощность бесконечного кластера р и ги доля узлов, принадлежащих бесконечному кластеру этой величины. При анализе перколяционных кластеров каждому узлу задается число Xjj в интервале [О, 1], которое характеризует вероятность того, что в данную ячейку может просочиться жидкость [c.334]

Наиболее интенсивно изучается фазовый переход между магнитным и немагнитным состояниями вещества. Во многих веществах имеются элементарные атомные магниты, которые стремятся расположиться параллельно друг другу. Если тепловые флуктуации достаточно малы, такая тенденция приводит к макроскопическому (наблюдаемому) упорядочиванию, которое и называется магнетизмом. Этот порядок с ростом температуры становится все более нечетким, а в точке Кюри (названной так в честь Пьера Кюри - мужа Марии Кюри) порядок превращается в беспорядок. Для железа это происходит при температуре 770 С. Выше этой температуры есть только намек на магнетизм на определенных расстояниях и в течение определенных проме-xgrn os времени эшмент вые магниты могут сохранять упорядоченность, [c.83]

Изотермы упорядоченной и однородной фаз различаются на 10%. Поэтому переход между ними возможен. Для того чтобы провести линию сосуществования двух фаз, необходимо использовать термодинамическое рассмотрение. При сосуществовании двух фаз их химические потенциалы должны быть равны, а так--же должны быть равны давления. Для однородной фазы известно абсолютное значение энтропии, а значит, и химического потенциала, а также выражение для давления с. высокой точностью 1%. Для периодической же структуры энтропия определяется путем интегрирования с. точностью до аддитивной постоянной. Для ее определения рассматривается система, в которой не может происходить фазовый переход. Предполагается, что центр частицы не может выходить за пределы элементарной ячейки объемом п=1//Л при всех плотностях. При этом частицы при достаточно больщих V будут сталкиваться как с соседними частицами, так и со стенками ячейки. При больших плотностях частица в основном будет сталкиваться с соседними частицами, а при малых — в основном со стенками ячейки. Наличие стенок будет препятствовать разрушению упорядоченной структуры при малых плотностях. Для малых плотностей можно точно рассчитать термодинамические свойства искусственной ячеечной системы, а также однородной системы. При высоких плотностях введение ячеек не играет роли, так как оно не дает дополнительного вклада в коллективную энтропию. В настоящее время считается неправомерной существовавшая ранее точка зрения, чго коллективная энтропия появляется при плавлении. Экстраполяция упорядоченной структуры через область метастабильности в область малой плотности позволила определить абсолютное зна- чение энтропии во всем диапазоне плотностей. [c.201]

Для определения зависимости теплоты фазового перехода от температуры производную dXldT надо вычислять вдоль кривой фазового равновесия р=р Т). Поэтому [c.365]

При определении прерывных n teM мы отмечали, что вентилем может быть граница раздела двух фаз. Для этого случая уравнение (8.165) называется уравнением Клаузиуса—Клапейрона и описывает равновесные фазовые переходы (испарение, сублимацию) в однокомпонентных системах. [c.222]

Это соотношение называют формулой Клапейрона—Клаузиуса, и оно определяет изменение давления находящихся в равновесии фаз при изменении температуры или изменение температуры перехода между двумя фазами при изменении давления. Скачкообразное изменение объема приводит к отсутствию определенной связи между структурой и симметрией фаз, преобразующихся при фазовом переходе I рода, которые в связи с этим изменяются скачком. [c.257]

I рода можно было бы, конечно, продолжить. Они существуют, например, и в жидкостях, где к таковым относится переход из -жидкой фазы в жидкокристаллическую. Характерные черты переходов II рода, наблюдающиеся во всех случаях, — непрерывность, -Я-образный характер температурных зависимостей вторых произ-гводных G, отсутствие температурных гистерезисов. Вследствие непрерывности этого перехода между симметрией более и менее симметричных фаз существует определенное соответствие пространственная группа одной из этих фаз должна быть подгруппой пространственной группы другой фазы (часть элементов симметрии исчезает при переходе в менее симметричную фазу). Доказана теорема о том, что фазовый переход II рода может существовать для всякого изменения структуры, связанного с уменьшением вдвое числа преобразований симметрии. При этом периоды элементарной ячейки могут меняться в несколько раз (2—4). [c.262]

Теория фазовы.х переходов, особенно фазовых переходов первого рода, для нефтяной и газовой промышленности имеет большое значение. Фазовые переходы имеют место при разработке нефтяных и газоконденсатных место-(зождений, при транспорте и переработке нефтепродуктов. С теорией фазовых переходов связана такая большая проблема, как нефтеотдача пластов. Дело в том, что при данной пластовой температуре снижение давления в пласте при разработке месторождения приводит к дополнительному образованию фаз и при определенном их сочетании (газ жидкость) может способствовать притоку нефти к скважине. Однако в природе существуют скопления углеводородов самого разнообразного состава, находящихся в различных пластовых условиях. Поэтому каждая пластовая система представляет собой самостоятельную проблему для разработки. Даже нефть по мере отбора ее из данного пласта будет отличаться по своим свойствам от нефти, которая в пласте остается. Вместе с тем исходя из общей теории фазовых переходов можно утверж,дать, что за счет изменения фазового состояния системы можно увеличить приток нефти к скважине и тем самым обеспечить повышение нефтеотдачи пластов. [c.96]

СТвии с условием устойчивости -(<Эр/ди)т<0 изотермь изображаются ниспадающими кривыми. На участках фазовых переходов между правой и левой (нижней) пограничными кривыми изотермы изображаются горизонтальными отрезками, которые при Т—у-Гкр стягиваются в точку. Во всех точках этих горизонтальных участков выполняется условие др 1ди)т=0. Согласно определению (гл. 2) критическое состояние является предельным состоянием двухфазной системы, в котором исчезает различие между обеими фазами. [c.55]

Таким образом, мы видим, что в отличие от чистых веществ многообразие тепловых эффектов, описывающих фазовые переходы в бинарных растворах, весьма велико. Даже для идеальных систем аналитическое определение этих тепловых эффектов достаточно сложно, для неидеальных оно вообще невыполнимо. Поэтому все задачи, связанные с тепловыми эффектами фазовых переходов в бинарных растворах, решаются обычно с помощью соответствующих энтальпийных диаграмм. Эн-тальпийная диаграмма для фазового равновесия жидкость — пар строится для какого-либо постоянного давления. В некоторых случаях в поле одной диаграммы совмещаются линии, относящиеся к различным давлй- [c.212]

Наряду с рассмотренным термодинамическим методом в настоящее время существуют квантовомеханические методы, которые позволяют вычислить стандартную зн11ропию идеального газа с высокой точностью, если известны энергетические состояния его молекул или атомов. Если стандартная энтропия вычислена независимо, то уравнения (11-57) и (11-58) можно использовать для вычисления теплоты фазового перехода по единственному значению давления насыщенного пара, не прибегая к,уравнению Клапейрона—Клаузиуса. Этот путь имеет большое значение, ибо без третьего закона термодинамики, т. е. без независимо определенной стандартной энтропии пара, вычисление теплоты фазового перехода по данным о давлении пара требует в соответствии с уравнением Клапейрона—Клаузиуса знания производной е. многих измерений давления пара. [c.237]

Поиски путей создания оптимальных по своей структуре и распределению барьеров показали, что в стали и многих сплавах, испытывающих фазовые превращения, такие барьеры можно создать, если подвергнуть материал комбинированному воздействию в одном технологическом цикле пластической деформации и термической обработке. Этот технологический метод получил название термомеханической обработки (ТМО). Ей можно дать такое определение термомехантеская обработка— это совокупность выполненных в одном технологическом цикле в различной последовательности операций пластической деформации, нагрева и охлаждения сплавов, испытывающих фазовые превращения. Структура, фазовый состав и соответственно свойства сплава формируются при ТМО в условиях влияния структурных несовершенств, созданных деформацией на механизм фазового перехода и структуру новых фаз, и наоборот. [c.532]

Фазовые переходы второго рода имеют место в кристаллических телах, которые построены из разных атомов (например, в uZn). При понижении температуры происходит смещение некоторых атомов в определенном направлении, и кристалл приобретает дополнительную упорядоченность. Переход от неупорядоченности к упорядоченности в расположении каждого из типов атомов [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...