Термодинамика и кинетика фазовых превращений

Краткое изложение термодинамики и кинетики фазовых превращений [c.240]

Термодинамика и кинетика фазовых превращений [c.97]

Распространение малых возмущений в двухфазной среде сопровождается комплексом значительно отличающихся физических процессов, описание которых является задачей различных разделов физики 1) термодинамики (термодинамические процессы в волновом фронте, термодинамические циклы, приводящие к диссипации энергии, и т.д.) 2) газовой кинетики (фазовые превращения, явления переноса, явления релаксации и др.) 3) общей теории волн (дифракция, интерференция, отражение, преломление и т. д.) 4) акустики (распространение малых возмущений, явления резонанса) [c.80]

В книге сделана попытка более или менее систематизированного изложения наиболее существенных, в представлении автора, свойств парожидкостных потоков, рассматриваемых с позиций квазистационарной термодинамики. Стремление искусственно свести кинетику явления к процессам, описываемым законами одной только классической термодинамики, вызвано следующими соображениями. Теория, которая описывала бы реальную картину движения влажного пара, при всей ее практической значимости продолжает оставаться в зачаточном состоянии. Такие коренные вопросы, как закономерности фазовых превращений в потоке, динамические взаимодействия газообразной и конденсированной составляющих системы, распределение относительных скоростей в поперечных сечениях и структура потока, до сих пор не получили сколько-нибудь законченного освещения. Подобное положение, разумеется, не случайно. Сложность явления, вызываемая структурной неоднородностью среды, делает сомнительной, во всяком случае в настоящее время, возможность построения теории широкого газодинамического плана, теории. [c.3]

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]

Кроме П. э. и её аналогов в термодинамике поверхностных явлений рассматриваются характеристики межфазных линий, к-рые могут возникать как при пересечении поверхностей, так и в пределах одной поверхности, если на ней происходит двумерный фазовый переход. Избыток энергии на межфазной линии называют линейной энергией. Существуют понятия линейной свободной энергии и др. одномерных аналогов поверхностных величин. Свободная линейная энергия влияет на кинетику двумерных фазовых превращений, кинетику гетерогенной нуклеации, определяет краевой угол малых капель и пузырьков на жидкой и твёрдой поверхности. Линейная свободная энергия вносит вклад в формирование равновесной формы малых кристаллов. [c.647]

Многие металлы и сплавы при низких температурах, близких к о К, испытывают фазовое превращение, переходя в так называемое сверхпроводящее состояние. Наиболее бросающимся в глаза свойством вещества в этом состоянии является полное отсутствие сопротивления прохождению электрического тока, что и было обнаружено уже в первых экспериментах (1911 г., Камерлинг - Оннес). Следует отдавать себе отчет в том, что ток, протекающий по проводнику, представляет собой неравновесный процесс, связанный с существованием потока заряженных частиц, и поэтому эффект исчезновения сопротивления не есть объект изучения термодинамики равновесных процессов и должен изучаться кинетикой. [c.149]

Таким образом, кинетика процесса - третье направление анализа фазового превращения. Кинетикой химических реакций называют учение о скоростях реакций. Химическая кинетика, изучающая реакции в их движении, может быть противопоставлена термодинамике, которая ограничивается лишь рассмотрением статики химических реакций -равновесий. Термодинамика в принципе при наличии некоторых исходных данных может предсказать эти равновесные состояния. Однако вопросы о том, в течение какого времени и каким путем совершаются те или иные процессы, находятся вне рамок термодинамики и время не входит в термодинамические уравнения. [c.46]

Исследование механизма структурных и размерных изменений при термоциклировании многофазных сплавов сопряжено с определенными трудностями. Наряду с напряжениями, вызванными разницей в расширении соседних фаз, возникают и термические напряжения, обусловленные температурными градиеитами. Па формоизменении могут сказаться и фазовые переходы, поскольку напряжения, пластические деформации и трещинообразование влияют на термодинамику и кинетику фазовых превращений. В свою очередь фазовые превращения, с развитием которых в кристаллах появляются градиенты концентраций и возникают фазы с другим удельным объемом, инициируют появление [c.19]

После краткого обзора термодинамики и кинетики фазовых переходов приводится экспериментальное подтверждение существования пластичности превращения в металлах и керамиках. Рассмотрена макроскопическая модель Гринвуда и Джонсона, которая является развитием моделей мягкой, или предельной, ползучеста . В этой модели внутренние напряжения, вызванные изменением объема зерен, превышают предел текучести твердого тела и вызывают в нем пластическое течение при малых внешних напряжениях. Представлены микроскопические модели, в которых внутреннее напряжение ослабдеа дислокациями, перемещающимися под действием приложенного напряжения. [c.238]

Большой интерес для советского читателя должна представить пятая глава, посвященная теории фазовых превращений в твердом состоянии. Она написана Дж. Кристианом — автором фундаментальной монографии 1) на ту же тему. В этой главе содержится подробное и систематическое описание основных видов фазовых превращений выделения фазы из пересыщенного твердого раствора, эвтектоидного распада, полиморфных превращений и др., причем особенно большое внимание автор уделяет теории мартенсит-ных превращений. Приводится оригинальная классификация всех фазовых превращений в твердом состоянии, рассматриваются теория процессов зарождения и роста, термодинамика, кинетика, атомный механизм и кристаллография этих превращений. Большое внимание уделяется также начальным стадиям превращений, образованию сегрегатов в материнской фазе. Эта [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...