Температура плавления твердых тел

Температура плавления твердых тел и жидкостей при нормальном атмосферном давлении [12] [c.38]

Пусть температура плавления твердого тела равна Т , область х >0 в начальный момент времени представляет собой жидкость с температурой V < Ti, а ее затвердевание начинается на плоскости х = 0 и распространяется вправо. Тепло от затвердевающего материала не отводится, и поэтому его температура будет иметь везде постоянное значение Г]. [c.281]

Грюнайзен заключил в квадратные скобки те значения, которые, как он думал, были слишком велики главным образом из-за остаточного течения он заключил в круглые скобки те величины, которые, по его мнению, были слишком велики вследствие упругого последействия. Будучи одним из первых экспериментаторов, осознававших, что при сравнении параметров деформирования твердых тел должна быть введена температура плавления Т для металлов, Грюнайзен составил график зависимости произведения сжимаемости X и температуры плавления от температуры опыта Т, как показано на рис. 3.107. Легко видеть, что это произведение зависит от температуры нелинейно. Можно заметить далее, что для заданной температуры произведение х-Т обратно пропорционально температуре плавления твердого тела. [c.479]

Кроме того, это уравнение в общем виде характеризует изменение давления находящихся в равновесии фаз в зависимости от температуры, т. е. относится к кривым АС, АВ и AD рис. 11-4). Однако физический смысл величин, входящих в это уравнение, в каждом конкретном случае различен. Для случая испарения жидкости (AD) г — полная теплота парообразования, Vi — удельный объем жидкости, Ua — удельный объем пара. Для случая плавления твердого тела (АВ) г — удельная теплота плавления, Vi — удельный объем твердого тела, Oj — удельный объем жидкости. Для случая возгонки (АС) г — удельная теплота сублимации, Ui — удельный объем твердого тела, V2 — удельный объем пара. [c.181]

Наиболее простым случаем является процесс плавления твердого тела в перегретом относительно температуры плавления расплаве того же вещества. [c.193]

Оценим порядок величины входящих в систему (1.7)-(1.11) безразмерных параметров. Любая безразмерная характеристика процесса должна представлять функцию параметров Ке,, Рг1, Рг2, х N и К причем число Рейнольдса Ке не входит в систему (1.7)-(1.11), а связывает размерные и безразмерные величины по формулам (1.1). При плавлении твердых тел параметр К оказывается очень большим. Например, в случае обтекания стальной стенки с температурой плавления 1380° С при То = 1627° С и ро = 1 атм параметр К = 56.1 10 . Остальные параметры, входящие в систему (1.7)-(1.11), представляют, по сравнению с ТГ, величины порядка единицы. [c.353]

Наращивание твердого тела при сварке давлением происходит преимущественно путем плакирования без или с применением промежуточной твердой связки (прокладки, прослойки), разъединение — механической резкой. Эти три системы процессов соединения, наращивания, сращивания, разъединения и разделения твердых тел объединяются в общую систему, так как при непрерывном изменении общих физических параметров — температуры и давления процессы одной системы переходят в другую, образуя непрерывную связь между собой. Например, непрерывно повышая температуру нагрева твердого тела во второй системе (пайке), контактное плавление перейдет в автономное плавление, т. е. пайка непрерывно перейдет в сварку плавлением. [c.13]

При плавлении твердого тела или затвердевании жидкости в температурном поле из-за неоднородного распределения температуры в теле возникают термические напряжения. Напряжения можно определить методами термопластичности. При этом предполагается, что предел текучести в теле при температуре плавления падает до нуля. [c.161]

Мы вывели уравнение Клапейрона для системы жидкость — пар, но его можно применить и к какому-либо другому изменению состояния вещества. Применим, например, уравнение Клапейрона к плавлению твердых тел. Твердое тело, находящееся при данном давлении, плавится при строго определенной температуре, которая изменяется с давлением, приложенным к твердому телу. Отсюда для системы твердое тело — жидкость давление, при котором могут сосуществовать в равновесии твердое и жидкое состояния, является функцией только температуры. Теперь исполь-зуем уравнение (94) для того, чтобы подсчитать производную этой функции. Величины X, и Уг в данном случае представляют соответственно теплоту плавления и удельные объемы твердого и жидкого состояний. [c.64]

Превращение олова из одной аллотропической модификации в другую во многих отношениях аналогично плавлению твердого тела. Например, оловом поглощается некоторое количество теплоты при переходе от серой к белой модификации. Эта теплота превращения Q равна 535 калориям на грамм-атом при температуре перехода. [c.126]

Скрытая теплота плавления твердого тела — количество теплоты в ккал, которое расходуется на то, чтобы 1 кг этого тела привести из твердого состояния в жидкое без повышения температуры тела. Это же количество теплоты выделяется в процессе затвердевания жидкого тела. [c.31]

Для твердых материалов прежде всего отметим температуру плавления. Аморфные тела в отличие от кристаллических не имеют явно выраженной температуры плавления — перехода в жидкое состояние. При повышении температуры происходит постепенное без резкого перехода уменьшение вязкости в ряде случаев вплоть до жидкотекучего состояния. [c.23]

Как следует из определения процесса пайки, вводимый в з. зазор между соединяемыми твердыми телами припой должен иметь температуру плавления несколько ниже температуры плавления соединяемых тел (примерно на 50—60° С). [c.116]

Как правило, плавление твердых тел сопровождается увеличением (уменьшением) удельного объема (плотности) тел. Исключение составляют лед и висмут, у которых плавление сопровождается уменьшением удельного объема (увеличением плотности). У этих тел возрастание внешнего давления приводит к уменьшению температуры плавления. [c.174]

В процессе плавления твердого тела оно существует одновременно и в твердом, и в жидком состояниях. Температура тела не изменяется при плавлении и остается все время равной Г д. Все количество теплоты, которое подводится к твердому телу, расходуется на разрушение кристаллической решетки и на работу против внешних сил. В результате плавления увеличивается внутренняя энергия тела (П.4.1.2°) и возрастает потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия (II. 1.5.Г). [c.174]

Скрытая теплота фазового превращения сообщается при условиях постоянства давления и может быть вычислена как изменение энтальпии. Для большого числа веществ изменение энтальпии фазового превращения может быть определено эмпирически при температуре превращения и атмосферном давлении. Так как жидкости и твердые тела почти несжимаемы, на скрытую теплоту и температуру плавления давление влияет очень мало. Однако паровая фаза может подвергаться сильному сжатию, и на скрытую теплоту и температуру испарения давление влияет весьма существенно. [c.60]

Межмолекулярные связи действуют между любыми атомами и молекулами, но они очень малы (порядка Ю Дж/моль). Поэтому молекулярные кристаллы, обусловленные этими силами (твердые инертные газы, молекулы кислорода, азота и др.), отличаются весьма низкой температурой плавления (Не— 1,8 К, Аг — 40 К). Образование прочных структур обусловлено главным образом сильными типично химическими связями, например ковалентной, а силы Ван-дер-Ваальса служат лишь небольшой добавкой . Силами Ван-дер-Ваальса обусловлены обычно адгезионные связи при склеивании, смачивании твердых тел жидкостями и т. п. [c.10]

Подавляющее большинство окружающих нас веществ представляет собой неупорядоченные системы, в которых отсутствует дальний порядок, но в то же время существует ближний порядок в расположении атомов. Такие вещества называют аморфными, некристаллическими или неупорядоченными. Среди неупорядоченных веществ имеются такие, которые обладают механическими свойствами, сходными с механическими свойствами кристаллических твердых тел. Некристаллические вещества, в которых коэффициент сдвиговой вязкости превышает 10 —10 H /м , обычно называют аморфными твердыми телами (типичное значение вязкости для жидкости вблизи температуры плавления 10 H /м ). Многочисленные экспериментальные исследования показали, что аморфные твердые тела, подобно кристаллическим, могут быть диэлектриками, полупроводниками и металлами. [c.353]

Одна из особенностей кристаллического состояния — это невозможность сколько-нибудь заметного перегрева. Если жидкость подвержена заметному переохлаждению (на десятки градусов), то кристаллы практически всегда плавятся сразу же по достижении температуры плавления. Следовательно, можно говорить, что температура плавления — истинно верхняя граница существования кристаллического твердого тела. Для жидкости нижняя граница ее существования условна (вследствие склонности к переохлаждению), а верхняя (критическая температура) будет истинной. Эти особенности поведения твердого тела и жидкости вблизи температуры плавления связаны с исчезновением (при плавлении) или возникновением (при кристаллизации) межфазной границы. [c.12]

Поскольку при переходе жидкости в пар теплота сообщается (Х>0) и объем всегда увеличивается v >v ), то, следовательно, dT/dp>(), т. е, температура кипения при увеличении давления всегда повышается. Точка же плавления при увеличении давления или повышается, или понижается, смотря по тому, увеличивается или уменьшается объем при плавлении. У большинства тел при плавлении v">v, поэтому у таких тел, как и в случае кипения, dT/dp>0. Однако у воды, чугуна, висмута, германия и таллия объем при плавлении твердой фазы уменьшается (жидкая фаза в этих случаях тяжелее твердой), поэтому для них dT/dp<0, т. е. точка плавления с увеличением давления понижается. [c.236]

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]

Теплопроводность зависит от агрегатного состояния вещества, его состава, чистоты, температуры, давления и других характеристик. Так, для большинства веществ теплопроводность жидкой фазы примерно в 10 раз больше, чем теплопроводность газообразной фазы, а для твердого тела она значительно выше, чем для жидкости около точки плавления (за исключением жидких висмута, олова, теллура). [c.338]

Пищевые и другие лабильные продукты являются материалами с сильно размытыми границами фазовых превращений твердое тело — жидкость. Чем меньше содержание воды в продукте, тем более размытыми оказываются эти границы, в особенности для продуктов маслоделия из-за большого числа компонентов, имеющих разные температуры плавления. В этих случаях пользоваться для тепловых расчетов теплотой плавления (затвердевания) каждого компонента или продукта в целом нецелесообразно, так как температурный интервал фазовых превращений может растянуться на десятки градусов, т. е. они будут являться большой частью технологического процесса. Поэтому теплоты плавления — затвердевания включаются в эффективную теплоемкость (6.2). [c.147]

Экспериментальные исследования показывают, что для системы жидкость — пар существует критическое состояние, в котором различие между обеими фазами исчезает. На рис. 2-1 это состояние — критическая точка — обозначено точкой К- В этой точке заканчивается кривая парообразования при более высоких давлениях или температуре понятия жидкость и пар лишены смысла. Для кривой плавления критическая точка не обнаружена, несмотря на то, что для ряда веществ равновесия твердое тело — жидкость изучались до давлений в сотни килобар. [c.33]

В ряде случаев по достижении температуры плавления растворяемого твердого тела растворимость не достигает единицы. Это [c.177]

BOM переходе от кристаллической фазы к жидкой, т. е. при плавлении кристаллов, метастабильных состояний в обычных условиях не возникает, и плавление кристаллов происходит при строго определенной температуре. В аморфных твердых телах в отличие от кристаллов при плавлении возможно возникновение метастабильных состояний. [c.209]

Наряду с кристаллическими твердыми телами существуют аморфные твердые тела. Они образуются при очень больших скоростях охлаждения жидкого расплава. Вследствие значительной вязкости переохлажденного расплава расположение атомов в виде периодической кристаллической решетки оказывается неосуществимым. Тем не менее в аморфных телах наблюдается ближний порядок в расположении атомов. Отличие от кристаллических твердых тел состоит лишь в отсутствии дальнего порядка. Соседние атомы располагаются почти периодически, поэтому в аморфном твердом теле так же, как и в кристаллическом, образуются энергетические зоны. Многие свойства (и прежде всего электрические) аморфных твердых тел аналогичны свойствам кристаллов. Вместе с тем аморфные тела не имеют определенной температуры плавления и превращаются в жидкость при нагревании постепенно (если только при нагревании до некоторой температуры не происходит переход из аморфного в кристаллическое состояние). [c.392]

В табл. 41 приведены температуры плавления металлов и сплавов, в табл. 42 — температуры плавления твердых тел и жидкостей при нормальном атмосферном давА нии- [c.37]

Из-за того что температура плавления твердого тела 0 увеличивается при высоких гидростатических давлениях р, кривая плавления тт должна идти несколько круче изотерм. Так как наклон изотерм до1де) измеряет модуль объемного сжатия К среды как в твердом, так и в жидком состоянии, то замечаем, что наклон изотерм уменьшается, когда они пересекают [c.30]

Некоторые авторы считают, что при плавлении твердых тел происходит полное разрушение кристаллической решетки по всему объему твердого тела, другие — что плавление является поверхностным явлением. Так, в статистической теории Леннард — Джонса и Девоншира [9] плавление рассматривается как позиционное разу пор ядочение, возрастание которого при повышении температуры вызывает разрушение кристаллической решетки. [c.45]

В 1947 г. Кёстер (Koster [1947,1]) вновь подготовил обзор, основанный на собранных им результатах экспериментов предыдущих лет. Модули Е 31 элемента, как функции окружающей температуры, составили основу графиков на рис. 3.118, 3.119, где представлено Е в зависимости от Т Т для точек плавления твердых тел, имеющих соответственно низкие и высокие значения. [c.498]

Описанное впервые А. Галлоком и Ф. М. Флавицким явление плавления твердых тел в их контакте при температуре выше температуры плавления эвтектики в их системе, но ниже температуры автономного плавления наиболее легкоплавкого из них, было названо контактным явлением. [c.10]

Так как мы рассматриваем только пзотропные тела, пренебрегая структурными различиями, то равновесные точки плавления-затвердевания твердой частицы и жидкой капли, имеющих равную массу, должны быть одинаковыми. Между тем из сравнения результатов для прямой и инвертированной систем вытекает, что эта точка должна одновременно и понижаться и повышаться относительно температуры плавления массивного тела. Теперь нам следует выяснить, почему формула Томсона (292) в случае системы частица — расплав логически противоречива и плохо согласуется с опытными данными, тогда как формула Кельвина (290) не вызывает возражений и хорошо подтверждается экспериментом (см. [8]), хотя обе формулы получены одним и тем же способом. Чтобы ответить на поставленные вопросы, нужно проанализировать условия вывода и применения формул (290), (292). [c.164]

Теплотой плавления твердого тела называзтся то количество тепла в къ кал, которое расходуется на то, чтобы 1 кг этого тела перевести из твердого состояния в жидкое без повышения его температуры. То же количество тепла освобождается при застывании жидкого тела. [c.547]

Вводные замечания. Мы имели возможность убедиться в том, что при воздействии лазерного излучения на вещество поглощенная световая энергия в конечном счете термализуется, т.е. преобразуется в энергию равновесного хаотического движения атомов и молекул. Другими словами, оптическое воздействие приводит к нагреву вещества. Достаточно значительное повышение температуры при поглощении мощного лазерного излучения вызывает фазовые переходы — часто целые каскады фазовых превращений, таких, как ионизация газа или плавление твердого тела, его испарение с поверхности, разбрызгивание, а после окончания лазерного импульса — отвердевание и т.п. Подобное действие оптического излучения находит широкое практическое применение в лазерной технологии при обработке различных материалов. [c.162]

Другой пример использования простых квантовых представлений дает нам задача о вычислении температуры плавления тела. Предположим (Линдеман [13]), что причиной плавления твердого тела является слишком большое возрастание амплитуды колебаний атомов около их положений равновесия. Таким образом, надо вычислить средний квадрат амплитуды колебаний (бН ) при данной температуре. Если наша гипотеза верна, то твердое тело начнет плавиться, когда величина (бН ) станет сравнимой с квадратом межатомного расстояния / о- Сравнивая расчетные значения отношения [c.57]

Система, представляющая собой полупространство, запол-неппое твердым телом с постоянной теплопроводностью Л и теплоемкостью X, плавится под действием заданного теплового потока Jq. Считается, что расплавленное вещество при этом мгновенно удаляется, а тепловой поток непосредственно подводится к границе плавления. Используя принцип Био (2.32) — (2.34), найти закон движения границы плавления в глубь вещества, принимая распределение температур в твердом теле в виде линейной зависимости Т = Tj. j, где Tk — температура плавления, qi t) — глубина плавления тела, q t) — глубина проникновения в тело теплового фронта, зс — координата по глубине тела, t — время. [c.97]

Термоиидикаторы плавления представляют собой суспензию термочувствительных соединений, пигментов в лаке на основе синтетической смолы. Они предназначены для определения температуры поверхности твердых тел, выявления наиболее нагретых мест, эффективности теплоотвода и других параметров. [c.223]

Простейшими примерами изменений состояния, которые претерпевает вещество, могут служить плавление твердых тел и испарение жидкостей. В термодинамике различные состояния вещества —твердое, жидкое, газообразное — принято называть фазами . При заданном давлении каждому веществу присущи определенная температура плавления и определенная температура кипения Ткип- Более того, этими свойствами можно воспользоваться для того, чтобы идентифицировать хи.мическое вещество или разделить компоненты смеси. С усовершенствованием термометра появилась воз.можность точного определения температур плавления и кипения. Джозеф Блэк и Джеймс Уатт открыли любопытное явление, связанное с изменением фазового состава (фазовыми переходами) при температуре плавления пли кипения теплота. [c.30]

Признаком протекания процесса образования уплотненной трехмерноупорядоченной объемной части структурных элементов кристаллической системы, происходящего за счет рекристаллизации вещества во фрактально расположенных порах, может служить начало резкой усадки твердых тел при некотором их охлаждении ниже температуры кристаллизации (около 2/3 от температуры плавления сплава) [c.97]

Метод молекулярной динамики, а также метод Монте-Карло показали геометрический характер перехода между упорядоченной и однородной фазами, что явилось подтверждением эмпирического закона Линдемана, который описывает плавление широкого класса веществ. В первоначальной своей формуле закон Линдемана сводился к утверждению, что плавление вещества начинается тогда, когда объем твердого тела увеличится примерно на 30% по сравнению с объемом в плотноупакованном состоянии при о К. Закон Линдемана обычно записывают через отношение потенциальной энергии для максимального смещения атома к его кинетической энергии, аппроксимируя движение атома гармоническим приближением и выражая упругую постоянную через температуру Дебая. Такой подход, однако, затемняет геометрическую природу фазового перехода, так как может сложиться впечатление, что такой переход может произойти в системе с чисто гармоническими силами. [c.202]

Уравнение (2-31), как следует из его вывода, справедливо для любых фазовых равновесий в чистом веществе. После интегрирования оно дает связь между давлением и температурой, необходимую чтобы фазы 1 и 2 находились в равновесии. Для любого чистого вещества (кроме гелия) в равновесии могут попарно находиться твердая фаза и газ, жидкость и газ и твердое тело и жидкость. Если проинтегрировать уравнение Клапейрона — Клаузиуса для каждого из названных фазовых переходов, то получатся уравнения кривых (в координатах р, Т), представляющих собой геометрическое р j., место точек, в которых возмож- д чистого вещества, но фазовое равновесие соответствующих двух фаз. Эти кривые соответственно называются кривая сублимации, кривая парообразования и кривая плавления. Поскольку для чистого вещества возможно одновременное равновесие трех фаз, кривые сублимации, парообразования и жлав-ления должны пересекаться,в одной точке, представляющей собой тройную точку данного вещества. Перечисленные кривые изображены на рис. 2-1, где О — тройная точка, О А — кривая сублимации, О/С — парообразования и ОВ — плавления. Совокупность этих кривых в р, Т-коордпнатах представляет собой фазовую диаграмму. [c.33]

Твердые вещества, получаемые охлаждением расплава ниже температуры плавления, в зависимости от соотношения между скоростями охлаждения и кристаллизации расплава обладают либо кристаллической, либо некристаллической структурой. Понижение температуры расплава вызывает резкий рост его вязкости, что затрудняет перестройку атомов материала в кристаллическую решетку. Если скорость охлаждения невелика, атомы успевают сгруппироваться в кристаллическую решетку до того, как увеличивающаяся вязкость расплава ограничит возможность их взаимного перемещения. При больших скоростях охлаждения вязкость возрастает значительно раньше, чем образуется кристаллическая решетка, и взаимное расположение атомов в образовавшемся твердом теле остается близким к их расположению в расплаве, т. е. образуется некристаллический материал (стекло). [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...