Фазовые превращения первого и второго рода

Каждое фазовое превращение сопровождается скачкообразным изменением каких – либо физических величин. При фазовых превращениях потенциал Гиббса должен изменяться непрерывно. Однако его производные могут испытывать скачок. Фазовые превращения, в которых испытывает скачок первая производная удельного потенциала Гиббса, называются фазовыми превращениями первого рода. Фазовые превращения, в которых испытывает скачок вторая производная удельного потенциала Гиббса, называются фазовыми превращениями второго рода. Рассмотрим удельный потенциал Гиббса
, его первые производные и. Таким образом, происходит скачкообразное изменение удельной энтропии и удельного объема, то есть фазовые превращения первого рода происходят с поглощением или выделением тепла и (или) с изменеием плотности.

При фазовых превращениях второго рода S и v остаются непрерывными, т.е. фазовые превращения второго рода происходят без поглощения или выделения тепла, а также изменения удельного объема. Рассмотрим вторые производные. Заметим, что коэффициент объемного расширения:, изотермический коэффициент сжатия вещества:.

Это означает, что фазовые превращения второго рода сопровождается скачкообразными изменениями одной или нескольких из следующих величин.

Кроме того, превращения железа из ферромагнитного состояния в парамагнитное. Оно происходит при температуре, которая называется точкой Кюри. Она переходит из состояния сегнетоэлектрического, и становятся обыкновенными диэлектриками.

Уравнение Клапейрона – Клаузиуса в случае фазовых превращений второго рода теряет смысл, т.к. знаменатель превращается в ноль, поэтому уравнение Клапейрона – Клаузиуса надо поменять на соответствующее уравнение Эренфеста.

1. При S (T, P):, учтем, что. Запишем эти уравнения для каждой фазы и. При фазовых превращениях второго рода и – это первое соотношение Эренфеста, где. Аналогично:

2. При S (T, v) получается второе соотношение Эренфеста.

3. При S (v, P) получается третье соотношение Эренфеста.

4. При v (T, P) получается четвертое соотношение Эренфеста.

Здесь производные берутся вдоль кривых равновесия.

Лекция 23 Метастабильные состояния

23.1

Пар

Пар+Газ

P ₀

P

Зависимость давления насыщенного пара от кривизны поверхности равновесия.

Пусть в закрытом сосуде с жидкостью, находится капиллярная трубка, частично погруженная в жидкость. Под дейстием капиллярных сил жидкость в трубке поднимается на высоту h. Разность давлений определяется барометрической формулой или. Более точная формула.

Дата добавления: 2014-01-04