Фазові переходи першого та другого роду

Питання

Рівновага

Лекція 6 фазові переходи і фазова

Самостоятельная работа.

1) Лазерне опромінювання [2] – К. Н. Ткачук, Д. Ф. Иванчук и др. Справочник по охране труда на промышленном предприятии. – К., Техніка, 1991, 285 с.

2) Дозові границі іонізуючих випромінювань [3] – Охрана труда в машиностроении / Под редакцией Е. Я. Юдина, С. В. Белова. – М., Энергоатомиздат, 1983.

6.1 Фазові переходи першого та другого роду

6.2 Рівняння Клапейрона-Клаузіуса

6.3 Термодинамічні умови фазової рівноваги. Правило фаз

Як відомо, залежно від зовнішніх умов одна й та сама речовина може перебувати у різних фазах, що відповідають різним агрегатним станам речовини. Речовина може переходити із однієї фази в іншу. Такий перехід називається фазовим переходом або фазовим перетворенням.

Фазовий перехід супроводжується низькою особливостей. Відповідно до характеру цих особливостей фазові переходи можуть бути першого та другого родів. Фазовий перехід, що характеризується однаковістю енергій Гіббса, співіснуючих у рівновазі фаз, і стрибкоподібним зміненням ентропії та об¢єму при переході речовини із однієї фази в іншу, називається фазовим переходом першого роду. Фазові переходи першого роду супроводжуються виділенням або поглинанням теплоти, яка називається прихованою теплотою фазового перетворення DН_ф (температура залишається незмінюваною, незважаючи на підведення або відведення теплоти).

Прикладами фазових переходів першого роду є випарювання, конденсація, плавлення, кристалізація, сублімація, а також переходи твердих речовин із однієї кристалічної модифікації в іншу (перехід сірого олова у біле, графіту у алмаз, моноклінної сірки у ромбічну тощо).

Крім фазових переходів першого роду, існують фазові переходи другого роду. Для них характерна не тільки однаковість енергій Гіббса, але й однаковість ентропій та об¢ємів співіснуючих у рівновазі фаз, тобто відсутність теплового ефекту процесу та змінення об¢єму при температурі перетворення. Зате мають місце стрибки фізичних величин, що виражені похідними ентропій та об¢єму: теплоємність С = T(dS/dT)_P та коефіцієнт термічного розширення

b = ∙ (6.1)

Прикладами фазових переходів другого роду є перехід речовини у надпровідниковий стан, перехід парамагнетику у ферромагнетик, перехід рідкого гелію у надтекучий стан.

Найбільший практичний інтерес становлять фазові переходи першого роду. Зупинимося докладніше на особливостях цих процесів.