Acasă | Despre noi | feedback-ul
Dacă sistemul este un singur component, adică. E. Compus din punct de vedere chimic substanță omogenă sau compușii săi, faza de concept coincide cu cea a stării de agregare. Conform § 60, același material în funcție de raportul de două ori energia medie pe grad de libertate aleatoare mișcare (termică) a moleculelor, iar cea mai mică potențială interacțiune moleculară de energie poate fi într-una din cele trei stări de agregare: solid, lichid sau gazos . Această relație, la rândul ei, este determinată de condițiile externe - temperatura și presiunea. În consecință, transformările de fază sunt de asemenea determinate de schimbările de temperatură și de presiune.
Pentru a vizualiza transformările de fază utilizată diagrama de stare-ence (Fig. 115), în care p, T coordonate date de relația dintre presiunea de tranziție de fază de tem peratura ca curbele de evaporare (CI), punct de topire (KP) și sublimare (COP) separare diagrama câmp pe trei domenii condiții corespunzător-existență vuyuschie (TT) solid, lichid (F) și fazele gazoase (G). Curbele din diagramă sunt denumite curbe de echilibru de fază. fiecare punct de pe aceste corespunde condițiilor de echilibru ale celor două faze coexistente: CP - CI-lichid solid și lichid și corpurile solide cu gaz CS și gaz.
Punctul în care aceste curbe se intersectează și care, prin urmare, determină condițiile (temperatura Tp și presiunea de echilibru corespunzătoare ppp) a coexistenței simultane de echilibru a trei faze ale materiei se numește triple. Fiecare substanță are doar un punct triplu. Punctul tripl de apă corespunde unei temperaturi de 273,16 K (sau o temperatură de 0,01 ° C la o scară Celsius) și reprezintă punctul de referință principal pentru construirea unei scări de temperatură termodinamice.
Termodinamica oferă o metodă pentru calcularea curbei de echilibru a două faze ale aceleiași substanțe. Conform ecuației Clapeyron-Clausius. Derivatul presiunii de echilibru în raport cu temperatura este
unde L este căldura tranziției de fază (V2-V1) este modificarea volumului substanței la trecerea ei de la prima fază la a doua fază și T este temperatura de tranziție (proces izotermic).
Ecuația Clapeyron-Clausius face posibilă determinarea versanților curbelor equiaxia. Deoarece L și T sunt pozitive, panta este dată de semnul V2-V1. În evaporarea lichidelor și sublimarea solidelor, volumul de materie crește întotdeauna, prin urmare, în conformitate cu (76.1), dp / dT> 0; în consecință, în aceste procese, o creștere a temperaturii conduce la o creștere a presiunii și invers. Atunci când cele mai multe substanțe se topesc, volumul crește de obicei, adică dp / dT> 0; în consecință, o creștere a presiunii duce la o creștere a punctului de topire (KP solid în figura 115). Pentru unele substanțe (H2O, Ge, fontă etc.), volumul fazei lichide este mai mic decât volumul fazei solide, adică dp / dT <0; следовательно, увеличение давления сопровождается понижением температуры плавления (штриховая линия на рис. 115).
O diagramă de fază construită pe baza datelor experimentale face posibilă judecarea în ce stare se află substanța dată la anumite p și T și, de asemenea, ce tranziții de fază vor apărea într-un anumit proces. De exemplu, în condițiile corespunzătoare punctului 1 (Figura 116), substanța este în stare solidă, punctul 2 în stare gazoasă și punctul 3 în stările lichide și gazoase. Să presupunem că substanța în stare solidă corespunzătoare punctului 4 este supusă încălzirii izobatice, așa cum se arată în diagrama de stare a liniei întrerupte orizontal 4-5-6. Din figură se poate observa că, la o temperatură corespunzătoare punctului 5, substanța se topește, la o temperatură mai mare corespunzătoare punctului 6, începe să se transforme într-un gaz. Dacă substanța este în stare solidă corespunzătoare punctului 7. apoi în încălzirea izobar (linia punctată 7-8), cristalul este transformat în gaz ocolind faza lichidă. Dacă substanța este într-o stare corespunzătoare punctului 9, atunci sub compresie izotermică (linia întreruptă 9-10), aceasta trece prin următoarele trei stări: starea cristalină gaz-lichid-cristalin.
In diagrama de stare (vezi. Fig. 115 și 116) arată că curba-evaporare Zakan Chiva punctul critic K. Prin urmare, o trecere continuă este posibilă dintr-o substanță lichidă la starea gazoasă și înapoi la punctul critic, intersecția fără depuneri de curba evaporare (tranziție 11-12 în Figura 116), adică o tranziție care nu este însoțită de transformări de fază. Acest lucru este posibil deoarece timp contrastul dintre gaz și lichid este pur cantitativ (ambele aceste stări, de exemplu, sunt izotrop). Tranziția stării cristaline (-ized anizotropie caracterizat) în gaz lichid sau poate fi doar skachkoobraz NYM (ca rezultat al tranziției de fază), astfel încât sublimare și topire curbe nu se pot rupe, așa cum este cazul pentru curba de evaporare la punctul critic. Curba de topire se duce la infinit, iar curba de sublimare este punctul în care p = 0 și T = 0 K.