Энергия и свободный объем

ЭНЕРГИЯ И СВОБОДНЫЙ ОБЪЕМ [c.283]

Параметрами состояния может быть целый ряд величин удельный объем, давление, температура, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, концентрация, свободная энергия и др. [c.12]

Существует некий критический свободный объем, при котором фаница превращается в, две невзаимодействующие поверхности (это может быть двойной вакансионный слой или поры, щели и т.п.) [69]. Зависимость энергии фаниц от величины свободного объема имеет вид, представленный на рис. 64. Достижение на границах раздела структурных элементов критического значения свободного объема является чрезвычайно опасным, поскольку в этом случае формируются поры и трещины различных масштабов, приводящие впоследствии к разрушению материала. [c.94]

Рассмотрим твердое тело, состоящее из атомов, образующих правильную кристаллическую решетку. Обозначим через Uq энергию статической решетки при О К и будем полагать колебания атомов гармоническими (кстати, в этом случае объем тела не меняется при нагреве), в связи с чем можно перейти от химического потенциала к приходящейся на атом свободной энергии/ . Тогда свободная энергия такого твердого тела может быть запи- [c.252]

Расчетные методы квантовой электродинамики успешно применяются и для расчета практически важных процессов взаимодействия Y-квантов с атомами и ядрами. В этих расчетах ядро трактуется просто как точечный, или размазанный по объему ядра, но жестко связанный, заряд Ze. Здесь, конечно, надо иметь в виду, что, кроме таких чисто электромагнитных взаимодействий, могут идти еще фотоядерные реакции (см. гл. IV, И), а также процессы, связанные с поляризуемостью ядер. Однако интерференция между этими разнородными процессами практически отсутствует. Поэтому все их можно рассчитывать независимо. В чисто электромагнитном взаимодействии у-квантов с атомами и ядрами практически важнейшими процессами являются фотоэффект и рождение пар. Фотоэффект состоит в том, что у-квант поглощается атомом, из которого вылетает электрон. Свободный электрон поглотить фотон не может, так как при этом нельзя одновременно соблюсти законы сохранения энергии и импульса. Очевидно поэтому, что фотоэффект в основном будет идти при энергиях, сравнимых с энергией связи электрона в атоме, и что основную роль (порядка 80% при has > /, где I — ионизационный потенциал) будет играть фотоэффект с самой глубокой /С-оболочки атома. И действительно, сечение фотоэффекта резко падает при увеличении энергии у-кванта. Закон сохранения импульса при фотоэффекте практически не действует, потому что ядру фотон может отдать большой импульс, практически не передавая ему энергии (из-за большой массы ядра). Закон сохранения энергии выражается соотношением Эйнштейна [c.339]

Отличительными особенностями инфракрасного излучения, определившими в конечном итоге его применение, являются 1) совпадение энергии квантов инфракрасного излучения с энергией переходов между энергетическими уровнями молекул и свободных электронов в веществе именно инфракрасная область спектра заключает в себе огромный объем информации о состоянии вещества на молекулярном уровне 2) в инфракрасной области спектра сосредоточено тепловое излучение тел с температурами от 4 до 3000 К. [c.378]

Последнее уравнение, называемое уравнением Гиббса — Гельмгольца, относите к системам, имеющим постоянную температуру Т и постоянный объем V. Пользуясь им, можно по величине свободной энергии F системы и ее частной [c.55]

В табл. 6-2 приведено сопоставление поверхностных и объемных долей таких термодинамических величин, как свободная энергия, энтропия, внутренняя энергия и теплоемкость для воды при 100°С в двух случаях — для сферы диаметром 100 мм (в этом случае отношение поверхности к объему составляет 0,6 см ) и для мельчайшей капельки воды диаметром 0,1 мкм (от- [c.148]

Энергия утопленной свободной струи, выходящей в неограниченный объем, является потерянной для данной сети. В табл. 11-1 и 11-2 приведены формулы для расчета соответствующих параметров свободной струи, как для начального ее участка, так и для основного (данные Г. Н. Абрамовича [11-1]). Под начальным участком понимается участок струи, в котором, начиная от выходного отверстия подводящего канала, скорость по оси остается неизменной и равной начальной скорости. Под основным участком понимается участок всей остальной части струи, в которой скорость по оси постепенно уменьшается и затухает. Сечение раздела обоих участков называется переходным (рис. 11-3). [c.506]

В теории свободного объема вещество рассматривается состоящим из объема, занятого молекулами, и свободного или незанятого молекулами объема. Свободный объем состоит из ячеек молекулярных размеров. Для осуществления вращательного или поступательного движения молекул необходимо наличие минимального свободного объема. В стеклообразном состоянии, при температурах ниже температуры стеклования Tg, свободный объем заморожен и имеет" вполне определенную фиксированную величину. В этих условиях стеклообразный материал расширяется или сжимается с изменением температуры в результате увеличения амплитуды колебания атомов. Этот процесс определяется главным образом энергией межмолекулярного взаимодействия и нового свободного объема при этом не образуется, пока не достигается область Tg Выше Tg пространство, занимаемое молекулами, увели- [c.248]

Однозначность и аддитивность энтальпии, свободной энергии и потенциала Гиббса следуют из однозначности и аддитивности энергии и энтропии системы. Рассмотрим подробнее свойства функций (12.3) и (12.4) для системы с тремя степенями свободы, которая имеет два внешних параметра объем V и некоторую величину X (это может быть, например, площадь поверхности или электрическая индукция и т. д.). [c.90]

Полная свободная энергия является суммой свободной энергии анизотропии Fк = K[V ,iv и свободной энергии, обусловленной взаимодействием с приложенными полями, Рн = = — Н М os 0 + Яд УИ sin 0) V, где 0 — угол между вектором намагниченности и осью 2, У —объем пленки. [c.248]

ВОГО рода первые Производные от свободной энергии Гиббса — энтропия 5 и удельный объем V — имеют разрыв [c.241]

Однако отнюдь не очевидно, что вакансии поступают в объем зерна и что диффузия в зерне носит объемный характер, как это постулировано Набарро и Херрингом. Правомочность такого сомнения подчеркивается тем фактом, что как свободная энергия образования вакансий, так и свободная энергия активации дви- [c.252]

Плотность и давление насыщенного пара. Для вылета молекулы в пар она должна обладать некоторой минимальной энергией, т. е. иметь достаточный свободный объем и . Число молекул, имеющих [c.120]

Параметрами состояния газа называются величины, характеризующие данное состояние газа. К параметрам состояния относятся температура, давление, объем, концентрация, внутренняя энергия, энтропия, свободная энергия, энтальпия и изобарный потенциал. [c.7]

Кок видно из уравнения, чем меньше величина зародыша, тем выше отношение его поверхности к объему, а следовательно, тем большая часть от общей энергии приходится на поверхностную энергию. Изменение свободной энергии металла АР при образовании кристаллических зародышей в зависимости от их величины Ц и степени переохлаждения показано на рис. 21. [c.37]

Общее решение задачи. Рассмотрим систему тел (рис. 4-5, а), состоящую из оболочки к, газообразной среды в, заполняющей ее свободный объем, и тела з, расположенного внутри оболочки. Пусть в теле действует источник тепла, мощность которого равна Р. Между телом и газом, а также газом и оболочкой происходит конвективный теплообмен, тело и оболочка обмениваются тепловой энергией путем кондукции и излучения. Допустим, что проводимости, характеризующие тепловые связи между областями, известны. Величины этих проводимостей для конкретных условий теплообмена будут определены ниже. Температура оболочки, геометрические и физические параметры тел и среды заданы. [c.111]

Как указывалось, при сближении достаточно большого числа атомов металла они располагаются в пространстве в определенном порядке. Объем вещества, в котором атомы расположены упорядоченно по одной схеме, называется кристаллом. Все металлы являются кристаллическими веществами. Упорядоченное расположение атомов (правильнее, ионов) металла называется его кристаллической структурой. Поскольку взаимодействие между ионами металлов и свободными электронами зависит от заряда и массы ядер атомов, количества свободных электронов. и их энергий, то понятно, что вид кристаллической структуры у разных металлов в общем случае различен. Вместе с тем можно ожидать, что из-за сходства в строении внешних электронных оболочек, из которых образуются свободные электроны, разные металлы могут иметь одинаковую кристаллическую структуру. Изменение температуры может вызвать смену кристаллической структуры из-за того, что именно температура предопределяет интенсивность колебаний ионов, а от этого в основном зависят способ взаимного расположения ионов и расстояние между ними. [c.21]

Коэн и Греет [453] в своей квазижидкостной модели аморфного состояния использовали представления о свободном объеме на основе термодинамического подхода. Они приняли, что в теле имеются ячейки, содержащие (жидкость) и не содержащие (твердое тело) избыточный свободный объем. При этом состояние и концентрация жидкоподобных ячеек удовлетворяет распределению Гиббса, а свободная энергия атомов зависит от частоты сдвиговых перестроек. Использование распределения Гиббса в модели означает предположение, что в значительной части объема путем флуктуационных перестроек устанавливается равновесие между жидкоподобными и окружающими их твердотельными ячейками. [c.281]

С электродинамической точки зрения эффект Малюжинца можно объяснить со следуюш,их позиций. В длинноволновой области частот при х 1 соединение щелей решетки и свободного пространства можно рассматривать как стык двух длинных линий действительно, в них распространяются только волны типа ТЕМ, а поперечные размеры этих линий существенно меньше А.. Рассматривая поток энергии через некоторый замкнутый объем, охватывающий один период, нетрудно получить, что волновое сопротивление нулевого канала Флоке равно созф( ао/8о)>/2, а щелевых плоских волноводов— 9( а/е) /2, где Цо> и )а, е — материальные параметры свободного [c.103]

Метод Лебовитца и Пенроуза состоит в нахождении верхних и нижних пределов для статистической суммы Z (1 , N у) и свободной энергии А ЛГ 7) обе функции зависят от параметра у. Эти пределы получаются путем обобщения метода, описанного в разд. 4.7. Допустим, что система заключена в кубический ящик объемом разделенный, как показано на фиг. 9.4.2. Таким о азом, мы определяем пространственную структуру из М конгруэнтных убических ячеек г со стороной (s + t). Поскольку кубы полностью заполняют объем, имеем [c.336]

Молекулярная структура. Основные особенности жидкого агрегатного состояния вещества — способность сохранять объем, существование свободной поверхности и текучесть под действием небольшого давления. Свойства жидкостей определяются прйродой атомов, входящих в состав молекул, взаимным расположением молекул в пространстве и расстояниями между ними, от которых зависят энергия межмолекулярного взаимодействия и подвижность элементов структуры. В твердых и жидких телах существует внутренний ( свободный ) объем Vf, равный разности внешнего объема тела V и собственного объема его молекул Dq (для одного моля вещества). Отношение к = VojV, называемое коэффициентом упаковки, для низкомолекулярных органических кристаллов составляет 0,68 — 0,80, для аморфных полимеров 0,625-0,680, для жидкостей 0,5 [81]. Структуру жидкости можно представить в виде множества определенным образом организованных молекулярных комплексов (роев), совершающих тепловое движение, в которых и между которыми спонтанно возникают [c.21]

Процесс объединения отдельных объемов в один общий объем термодинамически должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и просоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объемах однородной жидкости. Несравненно труднее происходит объединение объемов твердого вещества в этом случае при- [c.330]

Необходимая для этого процесса энергия получается за счет разности свободных энергий аустенита и мартенсита. Объем образующегося мартенсита больше объема исходного аустенита, поэтому в процессе роста новой фазы возрастает величина упругой энергии до тех пор, пока не будет превзойден предел упругости в переходной зоне. После этого в ней про1Гзойдет пластическая деформация (сдвиг), нарушится сопряженность кристаллов, прекратится рост кристалла мартенсита (в этих условиях невозможно кооперативное направленное смещение атомов). [c.187]

Это соотношение гласит малое изменение йи внутренней энергии и равно сумме изменения работы деформации и изменения количества тепла, введенного в рассматриваемый бесконечно малый объем тела. Измен ение количества тепла равно Тйз, где 5 — энтропия системы входяшие в (3) величины отнесены к единице объема. Следует добавить, что приращение внутренней энергии представляет собой полный дифференциал. Независимые переменные в (3) суть деформации 8г - и энтропия 5, т. е. и = и гц, 5). Вместо функции и удобно ввести свободную энергию Гельмгольца =и — зТ, являющуюся функцией независимых переменных и Т тогда имеем [c.12]

Взаимодействие металлических расплавов с твердыми керамическими поверхностями представляет собой сложную физико-химическую проблему, научное и прикладное значеппе которой за последние годы сильно возросло в связи с непрерывным расширением применения жидких металлов во многих областях современной техники. Жидкие металлы применяют в качестве теплоносителей в энергетических установках, при паянии и сварке, при нанесении защитных металлических покрытий и в ряде других технологических процессов. При контакте жидкого металла с более тугоплавким керамическим материалом могут происходить коррозия, адсорбционное понижение прочности, обусловленное резким снижением свободной энергии на межфазовой границе металл — расплав, и др. Во всех этих процессах очень важную роль играет распределение металлического расплава по поверхности керамического материала. Наряду с чисто поверхностным распространением атомы расплава могут проникать и в объем керамического материала посредством регулярной (объемной) диффузии, а также диффузии по границам зерен п другим дефектам структуры. Закономерности объем- гой диффузии подробно изучены и изложены в ряде работ, например [331, 332], тогда как вопросам поверхностного распространения, несмотря на их большое значение, уделялось до недавнего времени значительно меньше внимания. [c.138]

Необходимая для этого процесса энергия получается за счет разности свободных энергий аустенита и мартенсита. Объем образующегося мартенсита больше объема исходного аустенита, поэтому в процессе роста новой фазы возрастает величина упругой энергии до тех пор, пока не будет превзойден предел упругости в переходной зоне. После этого в ней произойдет пластическая деформация (сдвиг), нарушится сопряженность кристаллов, прекратится рост кристалла мартенсита (в этих условиях невозможно кооперативное направленное смещение атомов). Кристаллическая решетка образующегоя мартенсита закономерно ориентирована по отношению к решетке аустенита. [c.240]

Межмолекулярные силы достигают нескольких тысяч мегапаскалей, что значительно превосходит встречающиеся при эксплуатации изделий уровни гидростатического напора или давления. С энергетической точки зрения гидростатический напор слишком мал, чтобы преодолеть ван-дер-ваальсовы силы и обусловить течение в тонких капиллярах или по межмо-лекулярным дефектам (свободному объему). Действительно, энергия переноса через мембрану 1 моль воды при избыточном давлении 1(Ю МПа составляет 1,80 кДж [28], в то время как энергия капиллярного переноса достигает 8,38-12,57 кДж энергия диффузионного переноса в микродефектах еще выше-41,9 кДж. [c.38]

Нри условии жесткой конфигурации, когда можно не учитывать изменения объема (в общем случае из-за неоднородности магнетика объем [гельзя выбрать в качестве термодинамич. координаты), основные ур-ния термодинамики для плотностей энергии и и свободной энергии / пмеют вид [c.160]

Равновесные значения термодинамич. характеристик системы соответствуют экстремальным значениям потенциалов термодинамических для адиабатически изолированной системы, характеризуемой параметрами и (внутр. энергия), N (число частиц), V и X (объем и др. внешние параметры), равновесное состояние, согласно 2-му началу термодинамики, соответствует макс. значению энтропии (максимум по отношению к изменению др. параметров, напр. Т, р, концентраций в отдельных частях системы и т. д.) для системы, находящейся в термостате (переменные Т, V, X, N), — минимуму свободной эпергии (по отпошению к изменению У, р, концентраций в отдельных частях системы и т. д.) для систем, характеризуемых параметрами Т, р, X, IV, — минимуму термодинамич. потенциала Гиббса С и т. д. Условия экстремума определяют равновесные значения величин, сопряженных к выбранным независимым переменным, а условия максимума (или минимума) определяют условия устойчивости данного равновесного состояния. Напр., равновесное состояние однофазной системы осуществляется при равных значепиях Т, р и т. д. во всех точках системы, а условия устойчивости этого однородного состояния имеют вид (дp дV)J < О, Ср > О и являются критериями устойчивости по отношению к механическому и тепловому воздействиям на систему. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...