Faza in termodinamica

Termodinamica fazei prin combinarea pieselor înțeleg termodinamicii-nomice sistem identic în toate proprietățile fizice și chimice.

faze diferite, în special, sunt stările de agregare vreodată orice substanță: gazos, lichid, solid. Astfel, diferitele faze ale apei - un abur, apă lichidă și de gheață, și fiecare formează o fază anumită formă cristalină gheață.

Trebuie subliniat faptul că, vorbind despre starea solidă ca o fază de substanță de combatere a CCA, înseamnă o stare cristalină solidă, caracterizată printr-un aranjament regulat de atomi care formează grila ușor ranstvennuyu, acest lucru arată așa-numitul îndepărtat smacking Dock. organismele amorfi nu sunt zăbrele, ele sunt denumite lichide ne-reohlazhdennym.

De asemenea, pentru distanțe lungi a atomilor din corp solid are un rând proximal se manifestă în faptul că fiecare atom în funcție de gradul său sub forma unui grilaj de cristal este întotdeauna un anumit Num-lo atomi cel mai apropiat vecine. Astfel, spre deosebire de lichide, molecule care este inerentă în ordine strânsă, în atomi Solide sunt ordine proximal IME și distal. De obicei, există solide cristaline sub formă de policristale, acestea sunt, de exemplu, toate metalele.

Procedeele în care o substanță este transferată de la o etapă la alta, numită tranziții de fază.

Distinge tranziția de fază a primului și al doilea tip. Faza-conv scheniya însoțită de absorbția sau eliberarea de căldură, numite tranziții de fază de primul tip. Această tranziție întotdeauna izotermă la ce temperatură de tranziție depinde de presiune. Tipice de ordinul unu fază de tranziție sunt evaporarea lichidului, care se topește de solid fizicii aliaj de stat și procesele inverse.

tranziții de fază de al doilea tip sunt numite tranziții, nu sunt asociate cu absorbția sau eliberarea de căldură. Un exemplu de o astfel de tranziție poate fi în conversia paramagnetic feromagnetic la punctul Curie.

Noi studiem prima tranziție comanda pe exemplul proceselor de topire și cristalizare.

În cazul în care organismul cristalin pentru a spune caldura, prima temperatura corpului va crește datorită creșterii energiei de vibrație a particulelor. Amplitudinea crește oscilație și volumul crește corpului. Aceasta se produce cristale de dilatare termică.

La o anumită temperatură amplitudinea particulelor oscilante-vyatsya devin comparabile cu distanțele dintre particule într-un cristalin D-zăbrele. căldura corpului este împărtășită distrugerea rețelei cristaline este perturbat de comanda distal al particulelor și substanța trece în stare lichidă, caracterizat prin ordine rază scurtă de acțiune. Proprietăți substanță Insulele schimbat brusc.

Procesul de tranziție de la solid la lichid se numește topire. Procesul de topire are loc la o constantă a temperaturii dătătoare ment și corespunde existenței simultane a fazelor solide și lichide. Cantitatea de căldură necesară pentru a converti o unitate de masa a unui corp solid la lichid la temperatura de topire, se numește căldura specifică de topire. Spre deosebire de cristalele prin încălzire corpuri solide amorfe nu se observă proprietăți țopăit. In anumite interval de temperatură apar corpurile razmyagchivanie treptat, adică, particule substanțial amorfe numai în gradul de mobilitate diferite solide și lichide. Astfel, corpul amorf nu a fost Ime definită de temperatura de topire. Când cristal-cristal corpul termină procesul și tot materialul de topire va trece în lichidul constând din temperatură începe să crească din nou. Curba Proceedings încălzire de solid de fizică din aliaj de stat în funcție de timp este prezentată în Fig.1.

proces de topire inversă proces, adică, tranzițiile de proces da substanță de lichid în stare solidă, numită cristalizare-TION. continuă Cristalizarea după cum urmează: răcirea SRI lichid la temperatura de cristalizare (punctul de topire) începe creștere Kris-taliu la întâmplare într-un lichid de particule solide, gaz-ing bule includ condensări, LES - care conțin centre de cristalizare, și faza solidă formată. Astfel a ordonat mișcarea particulelor de fluid și crește oscilațiile lor de timp în jurul anumitor poziții de echilibru.

O tranziție treptată de la o stare de echilibru în alta ordine Prek gama raschayutsya și dispunerea particulelor devine distant. Pro-proces de cristalizare are loc la o temperatură constantă, egală cu temperatura de topire. Când formarea rețelei cristaline generează căldură, prin care căldura specifică de cristalizare egală cu specific de topire-lot tep.

Pe măsură ce tranziția de fază a primul tip este asociat cu absorbția sau vyde-leniem anumită cantitate de căldură, punctul de tranziție există o schimbare bruscă în valorile care caracterizează starea termică a corpului.

Fiecare stare a sistemului poate fi privit ca un punct de vedere macroscopic și de la microscopice. Din punct de vedere macroscopic, starea corpului este determinată de

un set de parametri macro: volum, așa-peratura, presiunea. În același macro-parametri sunt obținute ca rezultat al SUA-mediei valorile corespunzătoare care caracterizează molecule individuale. De exemplu, temperatura absolută este determinată de valoarea medie a mișcării de cal translație cinetică energetică a moleculei, iar presiunea - rezistența medie a interacțiunii moleculare cu pereții vasului. Ca rezultat, viteza de mișcare termică și coordonatele moleculelor individuale variază în funcție de timp, dar valoarea medie a vitezei moleculelor de la sistemul de echilibru rămâne constantă. Prin urmare, același macrostării (același R. V. T) poate fi realizată în diferite moduri, sau a spus diverse microstările.

In general, orice sistem de stat macroscopic cu anumite valori ale parametrilor este un proces continuu de micro-schimbare aproape rosostoyany, distribuția aceleași molecule în coordonatele și vitezele diferite. Numărul de astfel în mod continuu înlocuiți-ing reciproc microstările Realizând acest lucru macrostări este direct legată de gradul de dezordine al acestui macrostări.

Distribuția moleculelor în spațiu, precum și distribuția vitezelor lor - fenomene aleatoare. Cu toate acestea, în condițiile date (P, V. T) sau că distribuția se caracterizează printr-un anumit matematic ve probabilitate. În fizica statistică pentru a determina probabilitatea aplicare-TION anumit sistem de stat utilizează conceptul de greutăți one statistice sau probabilități W. termodinamic ve probabilitatea termodinamică este numărul de molecule microdistribution coordonatele și vitezele corespunzătoare acestei macrostări.

Termodinamic probabilitate W caracterizează gradul de dezordine internă în sistem. Stare, complet ordonate, efectuate într-un mod unic și are o valoare minimă de W = 1. Equilibrium cu durată

sistemul este cel mai probabil, deoarece probabilitatea unei stări de echilibru termodinamic este maximizată.

Orice proces natural se dezvoltă astfel încât un sistem închis trece de la o mai puțin probabilă la o stare mai probabilă, astfel încât gradul de dezordine în ea crește: temperatura organismele de control pe care-translatează, estimând gaze mixte, este stabilit echilibru. Prin urmare, prin utilizarea de probabilitate termodinamică poate fi caracterizată prin procesele-set direcție: doar un sistem închis, astfel de procese sunt posibile în care gradul de dezordine nu scade.

O altă valoare care indică, de asemenea, direcția proceselor este entropia S (în termeni de entropie limba română - abilitatea de a transforma). relație cantitativă între entropie și probabilitatea termodinamică Coy stabilită în 1875, Boltzmann.

unde k - constanta Boltzmann.

Entropia S precum și probabilitatea termodinamică gradul de caractere-zuet de tulburare în sistem și este o funcție a stării de tema ATI, și anume schimbarea ei nu depinde de trecerea de la picioare cu-I la starea II.

Să ne găsim schimbarea entropia sistemului, făcându-l dintr-un format-TION la altul.

Să presupunem că un gaz ideal este la o temperatură constantă și etsya extinde în gol. Apoi, distribuția vitezei, conform legii Max Vella, nu se schimbă și, calculul statistic detaliat, numărul de distribuție a moleculelor de volum N

Atunci când extinderea gazului într-o schimbare de entropie sistem vacuum

Din moment. atunci. și anume entropie a crescut. - au co-cuantificării sunt re- măsură de creștere dezordine în sistem, creșterea gradului de dezordine în ea.

Extinderea gazului în gol - un proces ireversibil și entropie în timpul fluxului procesului crescut.

Aceeași modificare a volumului poate fi realizat ca rezultat al procesului izotermă nomice, dar sistemul este necesar pentru a informa cantitatea de căldură

Comparând (1) și (2) găsim

Acest rezultat este înregistrat sub forma de Clausius

Ie creșterea entropia sistemului este numeric egală cu cantitatea de căldură transmisă la corpul procesului elementar quasistatic (reversibil), împărțit la temperatura absolută a corpului.

Subliniem că, prin calcularea schimbării entropie în orice tranziție reală de la un stat la altul, trebuie să „facă mentală“ de tranziție este reversibilă, iar rezultatul va fi adevărat, indiferent de tranziție reală. Acest lucru este posibil deoarece entropia este o stare funcție-TION și nu depinde de trecerea la această stare.

Conceptul de drept entropie permite formularea indicând procesele Leniye-direcție într-un sistem închis (II al termodinamicii): Entropie sistem închis nu poate scădea :.

Pentru prima comandă o fază de tranziție entropie schimbare poate fi calculată prin formula de Clausius:

unde (- căldura specifică de topire, m - greutate);

T - este temperatură de tranziție de fază în grade Kelvin.

Semnul plus corespunde cantității de căldură de absorbție a corpului (topire-leniyu), semnul minus - cristalizare, care este însoțită de eliberarea de căldură.

Astfel, în cazul în care un solid de schimbare a topiturii corpului în entropia lui este pozitiv. Acest lucru arată că entropia lichidului este mai mare decât primul corp solid :. corp post căldură conduce la creșterea mișcare-zheniya termică atomi, adică pentru a crește caracterul aleatoriu al mișcării, și astfel - să mărească greutatea statistică.