metastabile de stat (in termodinamica) - Enciclopedia, Marele Sovietul

enciclopedie universală română
Brockhaus-Efron și Enciclopedia
vocabular combinat

In și stări metastabilă I (de la stabilis meta si latitudini - .. Rezistent) in termodinamica, starea fizică a sistemului macroscopic echilibru instabil în care sistemul poate fi o lungă perioadă de timp. Exemple de M s. poate fi supraîncălzit sau subrăcit și lichidul subrăcit (suprasaturate) perechi (vezi. supraîncălzire și subrăcire). Lichid, cum ar fi apa, bine curățate de particule solide străine și bule de gaz (centre) pot fi vaporizare încălzite la o temperatură peste punctul de fierbere la o presiune dată. Dacă oricare centre lichide supraîncălzit vaporizarea (sau să le introducă în mod artificial), lichidul va trece în vapori de exploziv - starea de echilibru la o temperatură dată. În perechi rândul său, în care nici nuclee de condensare (particule solide, ioni) pot fi răcite la temperaturi la care starea lichidă stabilă, și pentru a primi perechile subrăcit (suprasaturate). În natură, se formează abur suprasaturat, de exemplu, atunci când ridicarea la suprafața masei de aer încălzit și răcirea ulterioară a acestora cauzată de expansiunea adiabatică.

Apariția M. a. explicat prin teoria echilibrului termodinamic (vezi. echilibrul termodinamic). Equilibrium sistem închis corespunde entropiei maxime S. In volum constant V și T temperatura de echilibru corespunde minim de energie F liber (energie Helmholtz) și la presiune constantă p și temperatură T, - cel puțin termodinamică potențială (energia Gibbs) G. Cu toate acestea, anumite valori ale parametrilor externi (P, V, T et al.), Pot corespunde mai multor extremelor (maxime sau minima) a uneia dintre funcțiile enumerate mai sus (Fig.). Fiecare dintre minimele relative a unei funcții F sau G corespunde stabil în raport cu fluctuațiile influențe mici sau condiție. Astfel de stări sunt numite metastabile. Cu o mica deviere de la M. s. sistemul revine la aceeași stare, dar în ceea ce privește deviații mari de la echilibrul este instabil și își schimbă starea cu un minim absolut al potențialului termodinamic, care este stabil în ceea ce privește finite parametri fizici abateri de la echilibru. Astfel. Deși M. p. în anumite limite în mod constant, mai devreme sau mai târziu, sistemul încă merge într-o stare complet durabil, stabil.

Posibilitatea de realizare a superciorchine Locale. asociate cu tranziția viespi sistem Aubin de la o stare stabilă la alta (cu cinetica tranzițiilor de fază). Tranziția de fază începe cu apariția noii nucleaŃie faze: abur de bule în lichid, în cazul perechilor de tranziție microcristale, la trecerea la starea cristalină lichidă etc. Pentru a marcat nucleată necesită o muncă pentru a crea două faze suprafețe. Creșterea nucleilor formate previne curbura semnificativă a suprafeței lor (vezi fenomenul capilar.) Rezultând în nucleele de cristalizare a solubilitatii crescută a fazei solide, cu lichidul de condensare - cele mai mici picăturile de a se evapora sub vaporizării - la o presiune a vaporilor crescută în interiorul bule mici. Acești factori pot face aparitia energetic nefavorabil și creșterea unei noi faze și întârzie trecerea unui sistem de M. s. într-o stare absolut stabil n Atunci când aceste condiții.

M. p. frecvent întâlnite în natură și utilizate în știință și tehnologie. Odată cu existența superciorchine Locale. legate, de exemplu, fenomenul de histerezis magnetic, electric si elastic, formarea de soluții suprasaturate, oțel călit, fabricarea sticlei, etc.

Lit: Landau L. D. Lifshits E. M., Fizică statistică, Moscova 1964;. Shtrauf EA Fizica moleculara, Moscova - Leningrad 1949; Samoylovich AG termodinamica si mecanica statistica, 2nd ed. M. 1955; Skripov V. P. lichidelor metastabile, M. 1972.

F1 (x1) - minim absolut al funcției (poate fi Potențialele il F și G), F2 (X2) - minimul relativ al funcției; x - un parametru fizic variabilă (de exemplu, volumul V), alți parametri sunt constante.