Основные понятия. В термодинамике фазой называется совокупность однородных, одинаковых по своим свойствам частей системы

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ

В термодинамике фазой называется совокупность однородных, одинаковых по своим свойствам частей системы. Поясним понятие фазы на следующих примерах. В закрытом сосуде находится вода и над ней смесь воздуха и паров воды. В этом случае мы имеем дело с системой, состоящей из двух фаз: одну фазу образует вода, вто­рую — смесь воздуха и паров воды. Если в воду добавить несколько кусочков льда, то все эти кусочки образуют третью фазу. Различ­ные кристаллические модификации какого-либо вещества также представляют собой разные фазы. Так, например, алмаз и графит являются различными твердыми фазами углерода.

При определенных условиях разные фазы одного и того же ве­щества могут находиться в равновесии друг с другом, соприкасаясь между собой. Равновесие двух фаз может иметь место лишь в опре­деленном интервале температур, причем каждому значению темпера­туры Т соответствует вполне определенное давление р, при котором возможно равновесие. Таким образом, состояния равновесия двух фаз изобразятся на диаграмме (р, Т) линией

Три фазы одного и того же вещества (твердая, жидкая и газооб­разная, или жидкая и две твердые) могут находиться в равновесии только при единственных значениях температуры и давления, ко­торым на диаграмме (р, Т) соответствует точка, называемая трой­ной. Эта точка лежит на пересечении кривых равновесия фаз, взя­тых попарно.

В термодинамике доказывается в согласии с опытом, что равнове­сие более чем трех фаз одного и того же вещества невозможно.

Переход из одной фазы в другую обычно сопровождается погло­щением или выделением некоторого количества тепла, которое назы­вается скрытой теплотой перехода, или просто теплотой перехода. Такие переходы называются фазовыми переходами первого рода. Существуют переходы из одной кристаллической модификации в другую, которые не связаны с поглощением или выделением тепла. Такие переходы называются фазовыми переходами второго рода. Фазовые переходы второго рода не исчерпываются переходами между различными кристаллическими модификациями. К их числу принадлежит пере­ход в сверхпроводящее состояние, совершаемый в отсутствие магнитного поля, а также переход между двумя жидкими фазами гелия, называемыми гелием-I и гелием-II. Мы ограничимся рассмотрением только переходов первого рода.

Дата добавления: 2014-01-03