Фазын шилжилт: фазын шилжилтийн үндсэн төрлүүд (физик ангилал). Бодисын фазын шилжилт Химийн фазын шилжилтийн температурын хүснэгтийг татаж авах

ФАЗЫН ШИЛЖИЛТ,фазын хувиргалт, өргөн утгаараа - нэг бодисоос бодисын шилжилт үе шатуудгаднах нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд нөгөө рүү - температур, даралт, соронзон ба цахилгаан. талбайнууд гэх мэт; явцуу утгаараа - бие махбодийн огцом өөрчлөлт. гадаад параметрийн тасралтгүй өөрчлөлт бүхий шинж чанарууд. "Ph. p" гэсэн нэр томъёоны хоёр тайлбарын хоорондох ялгаа. дараах жишээнээс харж болно. Нарийн утгаараа бодисын хийн фазаас плазмын үе рүү шилжих (харна уу). Плазма)нь F. p. биш юм, оноос хойш ионжуулалтхий аажмаар үүсдэг, гэхдээ өргөн утгаараа энэ нь "F. p." явцуу утгаар авч үздэг.

Температур, даралт эсвэл утгын утга. бусад физик Үе шат үүсэх утгыг шилжилтийн цэг гэж нэрлэдэг.

Хоёр төрлийн F. p. Эхний төрлийн физикийн хувьд ийм термодинамик үзүүлэлтүүд огцом өөрчлөгддөг. бодисын нягтрал, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци зэрэг шинж чанар; нэгж массын хувьд маш тодорхой хэмжээний дулаан ялгардаг буюу шингэдэг, гэж нэрлэдэг. шилжилтийн дулаан. Хоёр дахь төрлийн F.-тэй хамт тодорхой бие махбодь байдаг. шилжилтийн цэгийн нэг тал дахь тэгтэй тэнцүү утга нь шилжилтийн цэгээс нөгөө тал хүртэлх зайд аажмаар (тэгээс) нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд нягтрал, концентраци нь тасралтгүй өөрчлөгдөж, дулаан ялгардаггүй, шингэдэггүй.

F. p. нь байгальд өргөн тархсан үзэгдэл юм. Эхний төрлийн физикт ууршилт ба конденсаци, хайлах ба хатуурах, сублимация ба хатуу фаз руу конденсацлах, хатуу биет дэх тодорхой бүтцийн шилжилтүүд орно. боловсрол мартенситтөмөр нүүрстөрөгчийн хайлшаар . IN антиферромагнетуудсоронзон дэд сүлжээнүүдийн соронзлолын нэг тэнхлэгтэй бол тэнхлэгийн дагуу чиглэсэн гадаад соронзон оронд I төрлийн фазын шилжилт үүсдэг. Тодорхой талбайн утгын үед соронзон дэд торны моментууд талбайн чиглэлд перпендикуляр эргэлддэг (дэд тор "хөмрөх" тохиолддог). Цэвэр хэт дамжуулагчийн хувьд соронзон орон нь хэт дамжуулагч төлөвөөс хэвийн төлөв рүү нэгдүгээр төрлийн фазын өөрчлөлтийг үүсгэдэг. .

At үнэмлэхүй тэгтемператур ба тогтмол эзэлхүүнтэй, хамгийн бага энергийн утга бүхий фаз нь термодинамикийн тэнцвэрт байдал юм. Энэ тохиолдолд эхний төрлийн физик нь хоёр өөр фазын энергийг харьцуулах даралт ба гадаад талбайн утгуудад тохиолддог. Хэрэв та биеийн эзлэхүүнийг засахгүй бол V,болон дарамт R,дараа нь термодинамик төлөвт орно. тэнцвэрт байдал, хамгийн бага нь Гиббсийн энерги Ф (эсвэл G) бөгөөд фазын тэнцвэрт шилжих цэг дээр Ф-ийн ижил утгатай фазууд байдаг. .

Бага даралттай олон бодисууд талсжиж сул савласан бүтэцтэй болдог. Жишээлбэл, талст устөрөгчбие биенээсээ харьцангуй хол зайд байрлах молекулуудаас бүрддэг; бүтэц бал чулуунь нүүрстөрөгчийн атомын өргөн зайтай давхаргын цуврал юм. Хангалттай өндөр даралттай үед ийм сул бүтэц нь Гиббсын энергийн их утгатай тохирч байна. Эдгээр нөхцөлд тэнцвэрийн нягт фазууд Ф-ийн бага утгатай тохирч байна. Тиймээс өндөр даралтанд бал чулуу нь хувирдаг алмаз,ба молекул талст. устөрөгч атом (металл) болох ёстой. Квантын шингэн 3 Тэр ба 4 Тэр хамгийн бага температурт (T ~ 0.001 К) хүртэл хэвийн даралтанд шингэн хэвээр байна. Үүний шалтгаан нь бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн сул байдал ба үнэмлэхүйтэй ойролцоо хэмд хэлбэлзлийн далайц их байдаг. тэг (тэг хэлбэлзэл гэж нэрлэгддэг ). Гэсэн хэдий ч даралт ихсэх (20 хүртэл атмүед T = 0 K) шингэн гелийг хатууруулахад хүргэдэг. Тэг биш температурт болон өгөгдсөн даралт, температурт Гиббсын хамгийн бага энергитэй фаз тэнцвэртэй хэвээр байна (даралтын хүчний ажил болон системд өгөх дулааны хэмжээг хассан хамгийн бага энерги).

Эхний төрлийн физик нь эхний төрлийн Физикийн муруйн ойролцоо метастабил тэнцвэрийн бүс нутаг байдгаараа онцлог юм (жишээлбэл, шингэнийг буцалгах цэгээс дээш температурт халаах эсвэл хөлдөх цэгээс доош хэт хөргөх боломжтой). Метастат төлөвүүдФ-ийн бага утгатай (термодинамикийн хувьд илүү таатай) шинэ үе шат үүсэх нь энэ фазын цөмүүд гарч ирснээс эхэлдэг тул нэлээд удаан оршин тогтнож байна. Цөм үүсэх үеийн Ф утгын олз нь түүний эзэлхүүнтэй, алдагдал нь гадаргуугийн талбайтай (утга) пропорциональ байна. гадаргуугийн энерги).Үүссэн жижиг үр хөврөл нэмэгддэг F,тиймээс асар их магадлалтайгаар тэд багасаж, алга болно. Гэсэн хэдий ч тодорхой эгзэгтэй хэмжээнд хүрсэн цөмүүд өсч, бүх бодис шинэ үе шатанд шилждэг. Үр хөврөл үүсэх нь маш чухал юм. хэмжээ нь маш магадлал багатай процесс бөгөөд маш ховор тохиолддог. Цөм үүсэх магадлал маш чухал. Хэрэв бодис нь гадны макроскопийн оруулгатай бол хэмжээ нэмэгдэнэ. хэмжээ (жишээлбэл, шингэн дэх тоосны тоосонцор). Хаагдах хүртэл чухал цэгтэнцвэрийн үе шатуудын ялгаа ба гадаргуугийн энерги багасч, том хэмжээтэй, хачирхалтай хэлбэрийн цөмүүд амархан үүсдэг бөгөөд энэ нь бодисын шинж чанарт нөлөөлдөг. .

II фазын төрлүүдийн жишээ нь парамагнит-ферросоронзон шилжилтийн үед соронз дахь соронзон моментийн харагдах байдал (тохиолдол бүрд тодорхойлогддог температураас доогуур), парамагнит-ферросоронзон шилжилтийн үед антиферросоронзон дараалал юм. антиферромагнет,Металл ба хайлш дахь хэт дамжуулалт үүсэх, 4 He ба 3 He-д хэт шингэн үүсэх, хайлшийн дараалал, параэлектрик шилжилтийн үед бодисын аяндаа туйлшрал үүсэх. төмөр цахилгаангэх мэт.

Л.Д. Ландау(1937) хоёр дахь төрлийн бүх үе шатыг тэгш хэмийн өөрчлөлтийн цэгүүд гэж ерөнхий тайлбарыг санал болгосон: шилжилтийн цэгээс дээш бол систем нь шилжилтийн цэгээс доош илүү тэгш хэмтэй байдаг. Жишээлбэл, соронзонд, шилжилтийн цэгээс дээш, элементийн соронзон моментуудын чиглэл (эргэдэг)тоосонцор эмх замбараагүй тархсан байна. Тиймээс бүх эргэлтийг нэгэн зэрэг эргүүлэх нь физикийг өөрчилдөггүй. системийн шинж чанарууд. Шилжилтийн цэгээс доош нуруу нь илүү тохиромжтой чиглэлтэй байдаг. Тэдний нэгэн зэрэг эргэлт нь системийн соронзон моментийн чиглэлийг өөрчилдөг. Өөр нэг жишээ: атомууд нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлшаар А ба Бэнгийн кубын зангилаанд байрладаг болор тор,эмх замбараагүй байдал нь торны сайтууд дээр А ба В атомуудын эмх замбараагүй тархалтаар тодорхойлогддог бөгөөд ингэснээр торны нэг үеээр шилжих нь түүний шинж чанарыг өөрчлөхгүй. Шилжилтийн цэгийн доор хайлшийн атомууд дараах дарааллаар байрлана. ...АБАВ...Ийм торыг үеээр шилжүүлэх нь бүх А атомыг B-ээр солиход хүргэдэг эсвэл эсрэгээр. Атомуудын зохион байгуулалтад дэг журам тогтоосны үр дүнд торны тэгш хэм буурдаг.

Тэгш хэм нь өөрөө гарч ирээд гэнэт алга болдог. Гэсэн хэдий ч тэгш бус байдлыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүн (захиалгын параметр) тасралтгүй өөрчлөгдөж болно. Хоёрдахь төрлийн фазын хувьд захиалгын параметр нь шилжилтийн цэгээс дээш болон шилжилтийн цэг дээр тэгтэй тэнцүү байна. Жишээлбэл, ферромагнетийн соронзон момент ижил төстэй байдлаар ажилладаг. төмрийн цахилгаан туйлшрал, шингэн дэх хэт шингэний бүрэлдэхүүн хэсгийн нягтрал 4 He, атом илрүүлэх магадлал Ахаргалзах талст зангилаанд. хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлшны тор гэх мэт.

Хоёр дахь төрлийн физик нь нягтрал, төвлөрөл, шилжилтийн дулаан зэрэгт үсрэлт байхгүй гэдгээрээ онцлог юм. Гэхдээ яг адилхан дүр зураг шүүмжлэлд ажиглагдаж байна. Эхний төрлийн фазын функцийн муруй дээрх цэг . Ижил төстэй байдал нь маш гүн юм. Ойролцоогоор шүүмжлэлтэй цэгийн хувьд бодисын төлөвийг захиалгын параметрийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлж болно. Жишээлбэл, эгзэгтэй тохиолдолд Шингэн уурын тэнцвэрийн муруй дээрх цэгүүд нь нягтын дундаж утгаас хазайлт юм. Маш чухал үед жолоодох үед изохорөндөр температурын тал дээр хий нь нэгэн төрлийн бөгөөд энэ утга нь тэг байна. Доор чухал температурбодис нь хоёр үе шатанд хуваагддаг бөгөөд тус бүрдээ нягтын эгзэгтэй байдлаас хазайлт нь тэгтэй тэнцүү биш байна. Хоёрдахь төрлийн фазууд нь фазын цэгийн ойролцоо бие биенээсээ бага зэрэг ялгаатай байдаг тул нөгөө фазын том цөм үүсэх боломжтой. (хэлбэлзэл),эгзэгтэйтэй яг адилхан. оноо. Үүнтэй холбоотой олон шүүмжлэл гардаг. Хоёрдахь төрлийн II үе шатанд тохиолддог үзэгдлүүд: ферромагнетийн соронзон мэдрэмтгий чанар, ферроэлектрикийн диэлектрик тогтмол байдлын хязгааргүй өсөлт (аналог нь шингэн-уурын чухал цэгийн ойролцоо шахалтын өсөлт), дулааны багтаамжийн хязгааргүй өсөлт, хэвийн бус тархалт. цахилгаан соронзон долгионы [шингэн ба уур дахь гэрэл , Хатуу биет дэх рентген туяа], ферромагнет дахь нейтрон. Динамик үзэгдлүүд мөн ихээхэн өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь үүссэн хэлбэлзлийг маш удаан шингээж авдагтай холбоотой юм. Жишээлбэл, шүүмжлэлтэй ойролцоо шингэн-уурын цэг нь Рэйлийн шугамыг нарийсгадаг гэрлийн тархалт,хаах Кюри онооферромагнет болон Нил онооантиферромагнетийн эргэлтийн тархалтыг удаашруулдаг гэх мэт Лхагва. хэлбэлзлийн хэмжээ (корреляцийн радиус) Рхоёр дахь төрлийн II фазын цэг рүү ойртох тусам нэмэгдэж, энэ үед хязгааргүй том болно.

Хоёрдахь төрлийн физик үзэгдлийн онолын орчин үеийн ололт ба чухал үзэгдлүүд нь ижил төстэй байдлын таамаглал дээр суурилдаг. Хэрэв бид хүлээн зөвшөөрвөл гэж таамаглаж байна Руртын хэмжилтийн нэгж, дундаж. ирмэг бүхий нүдний эрэмбийн параметрийн утга R-захиалгын параметрийн хэмжилтийн нэгж бүрт хэлбэлзлийн бүх хэв маяг нь шилжилтийн цэгийн ойролцоо эсвэл тодорхой бодисоос хамаарахгүй. Бүх зүйл термодинамик. хэмжигдэхүүнүүд нь чадлын функцууд юм Р.Экспонентуудыг чухал хэмжигдэхүүн (индекс) гэж нэрлэдэг. Тэдгээр нь тодорхой бодисоос хамаардаггүй бөгөөд зөвхөн захиалгын параметрийн шинж чанараар тодорхойлогддог. Жишээлбэл, эрэмбийн параметр нь соронзлолтын вектор болох изотроп материалын Кюри цэг дээрх хэмжээсүүд нь эгзэгтэй цэгийн хэмжээсээс ялгаатай байдаг. цэгийн шингэн - уур эсвэл нэг тэнхлэгт соронзны Кюри цэг дээр, захиалгын параметр нь скаляр хэмжигдэхүүн юм.

Шилжилтийн цэгийн ойролцоо төлөвийн тэгшитгэлхуулийн онцлог шинж чанартай харгалзах мужууд.Жишээлбэл, шүүмжлэлтэй ойролцоо цэгийн шингэн-уурын харьцаа (p - p k) / (p l - p g) зөвхөн (p - p k) / (p l - r g) * -аас хамаарна. К Т(энд p - нягт, p k - чухал нягт, p l - шингэний нягт, p g - хийн нягт, R -даралт, p k - чухал дарамт, K T -изотерм шахах чадвар),Түүнээс гадна, тохирох масштабын сонголт бүхий хамаарлын төрөл нь бүх шингэнд ижил байдаг .

Онолын шинжлэх ухаанд томоохон дэвшил гарсан. эгзэгтэй байдлын тооцоо төлөвийн хэмжээс ба тэгшитгэл нь туршилтын өгөгдөлтэй сайн тохирч байна.

Хоёр дахь төрлийн физикийн онолын цаашдын хөгжил нь квант талбайн онолын аргууд, ялангуяа дахин хэвийн болгох бүлгийн аргыг ашиглахтай холбоотой юм. Энэ арга нь зарчмын хувьд чухал индексийг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар олох боломжийг олгодог.

Дулааны багтаамж болон бусад хэмжигдэхүүнүүдийн бага зэрэг үсрэлттэй, өндөр хөгжсөн хэлбэлзэлтэй шилжилтийн бага дулаантай эхний төрлийн физикүүд байдаг тул физикийг хоёр төрөлд хуваах нь зарим талаараа дур зоргоороо байдаг. Физик үзэгдэл гэдэг нь температур болон бусад хэмжигдэхүүний хатуу тогтоосон утгад зөвхөн дур мэдэн олон тооны бөөмстэй системд тохиолддог хамтын үзэгдэл юм.

Лит.: Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Статистикийн физик, 2-р хэвлэл, М., 1964 (Онолын физик, 5-р боть); Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М., Ерөнхий физикийн курс. Механик ба молекул физик, 2-р хэвлэл, М., 1969; Брэйт Р., Фазын шилжилт, транс. Англи хэлнээс, М., 1967;Фишер М., Эгзэгтэй нөхцөл байдлын мөн чанар, хөрвүүлэлт. Англи хэлнээс, М., 1968; Стэнли Г., Фазын шилжилт ба чухал үзэгдлүүд, транс. Англи хэлнээс, М., 1973; Анисимов М.А., Шингэн дэх чухал үзэгдлийн судалгаа, "Физикийн шинжлэх ухааны дэвшил", 1974, 114-р тал, v. 2; Паташинский А.З., Покровский В.Л., Фазын шилжилтийн хэлбэлзлийн онол, М., 1975; Квант талбайн онол ба фазын шилжилтийн физик, транс. Англи хэлнээс, М., 1975 (Фундаментал физикийн мэдээ, дугаар 6); Wilson K., Kogut J., Renormalization group and s-expansion, trans. Англи хэлнээс, M., 1975 (News of fundamental physics, v. 5).

IN. Л.Покровский.

TSB материал дээр үндэслэсэн.

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_0.jpg" alt=">ФАЗЫН ШИЛЖИЛТ"">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_1.jpg" alt=">Үндсэн фазын шилжилтийн төрлүүд (физик ангилал)">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_2.jpg" alt=">Агрегацын буцалгах төлөвийн өөрчлөлттэй үе шатны шилжилтүүд (конденсаци) ) хайлах (талсжилт) сублимация"> Фазовые переходы с изменением агрегатного состояния кипение (конденсация) плавление (кристаллизация) сублимация (конденсация) Все эти процессы сопровождаются резким изменением порядка атомной, молекулярной или ионной структуры вещества (в зависимости от его природы). Обычно с изменением температуры эти фазовые переходы идут по такой схеме: дальний порядок (кристаллическая твердая фаза) ближний порядок (жидкость) беспорядок (газ) Увеличение температуры Уменьшение температуры дальний порядок (кристаллическая твердая фаза) беспорядок (газ) Иногда по другой:!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_3.jpg" alt=">2. Аллотропик (полиморф) фазын шилжилтүүд Зөвхөн полиморф фазын шилжилтүүд тохиолддог. хатуу дүүргэгчээр"> 2. Аллотропические (полиморфные) фазовые переходы Полиморфные фазовые переходы происходят только в твердом агрегатном состоянии между различными кристаллическими модификациями одного и того же вещества. Почти у каждого химического элемента или соединения имеется несколько модификаций; каждая из них обладает собственной структурой и определенными физико-химическими свойствами. Полиморфный ФП связан с изменением порядка атомной, молекулярной или ионной структуры вещества (в зависимости от его природы) и, как следствие, с изменением физико-химических свойств. ФП данного типа очень часто встречаются в реальных системах. Кристалл моноклинной серы Кристалл ромбической серы 95,5оС!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_4.jpg" alt=">3. Төмрийн цахилгаан фазын шилжилтүүд Тодорхой нөхцөлд ямар бодисыг мэддэг вэ? нөхцөл байдал магадгүй зарим"> 3. Сегнетоэлектрические фазовые переходы Известны вещества, для которых при определенных условиях возможно некоторое упорядочение элементарных дипольных моментов даже при отсутствии внешнего электрического поля. Температуру, при которой это происходит, называют температурой сегнетоэлектрического ФП, или точкой Кюри. Сегнетоэлектрическая фаза – фаза с упорядоченными дипольными моментами, антисегнетоэлектрическая – с разупорядоченными. ВаTiO3 Вещества, в которых могут происходить сегнетоэлектрические ФП, называют сегнетоэлектриками.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_5.jpg" alt=">4. Соронзон фазын шилжилтүүд Нэг бүлэг бодисыг мэддэг. өндөр аяндаа соронзлолт Үгүй"> 4. Магнитные фазовые переходы Известна группа веществ, обладающих большой спонтанной намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля – это ферромагнетики. Для них возможно существование ферромагнитной и парамагнитной фаз. Ферромагнитная фаза соответствует упорядоченному состоянию элементарных магнитных моментов, парамагнитная – разупорядочению таких моментов. Элементарные магнитные моменты связаны со спиновыми магнитными моментами электронов; следовательно, упорядочение связано с электронной подсистемой вещества. Переход между этими фазами называют ферромагнитным ФП, а температуру, при которой он происходит – ферромагнитной температурой (точкой) Кюри.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_6.jpg" alt=">5. Төмөр-ферросоронзон фазын шилжилтүүд Мэдэгдэж байгаа бодисууд байдаг бөгөөд эдгээр нь: тодорхой температурт захиалга ажиглагдаж байна"> 5. Сегнетоферромагнитные фазовые переходы Известны вещества, у которых при определенных температурах наблюдается упорядочение как электрических, так и магнитных моментов. Такие вещества называют сегнетоферромагнетиками. Сегнетоферромагнитная фаза состоит из двух подсистем – электрической и магнитной, каждая из которых претерпевает переход при разных температурах, поэтому сегнетоферромагнитный ФП следует характеризовать двумя температурами (точками) Кюри – сегнетоэлектрической и ферромагнитной. Поэтому весь такой ФП протекает в интервале температур, определяемом разностью сегнетоэлектрической и ферромагнитной температур Кюри. Электрическую и магнитную подсистемы нельзя считать вполне независимыми, т.к. между ними существует корреляция, хотя и слабая. Поэтому на электрические свойства сегнетоферромагнетиков можно повлиять, использую те факторы, которые действуют на магнитную подсистему, например, магнитное поле, и наоборот.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_7.jpg" alt=">6. Хэт дамжуулагч төлөвт шилжих шилжилтүүд. Үзэгдлийн мөн чанар Хэт дамжуулалт гэдэг нь цахилгаан юм"> 6. Переходы в сверхпроводящее состояние Сущность явления сверхпроводимости состоит в том, что электрическое сопротивление некоторых веществ в районе низких температур становится практически равным нулю. При повышении температуры это свойство исчезает, и вещество переходит в нормальную фазу. Температуру, при которой это происходит, называют критической. Температурные зависимости сопротивления нормального (N) и сверхпроводящего (S) металлов!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_8.jpg" alt=">Хэт дамжуулагч төлөвт шилжих температурын өсөлтийн он дарааллын бүтэц. өндөр температурт хэт дамжуулагч HgBa2CuO4+δ">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_9.jpg" alt=">2.19 К-ийн температурт шингэн гели нь хоёр үе шатанд хуваагдана. - Би, тэр хоёр."> При температуре 2,19 К жидкий гелий разделяется на две фазы – HeI и HeII. Сверхтекучесть, то есть способность жидкости течь без трения по очень тонким капиллярам, наблюдается для HeII. 7. Переходы в сверхтекучее состояние Аномальное течение HeII!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_10.jpg" alt=">Үзэж буй жишээнүүдээс харахад маш өөр зүйлүүд байж болно. FP термодинамик системд тохиолддог."> Как видно из рассмотренных примеров, в термодинамической системе могут происходить очень разнообразные ФП. Очевидно, что для понимания сущности ФП необходимо сначала провести их классификацию, причем, эта классификация должна быть как можно более общей, не уводящей исследователя к рассмотрению множества частных случаев. Для рассмотрения общих закономерностей ФП необходимо ввести величины и функции, позволяющие описывать как отдельные фазы, так и сам ФП в целом. Проще всего это сделать при термодинамическом рассмотрении процесса.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_11.jpg" alt=">Ehrenfest-ийн дагуу фазын шилжилтийн термодинамик ангилал">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_12.jpg" alt=">Гиббсын энергийн анхны деривативууд Гиббсын энергийн хоёр дахь дериватив ба физик хэмжигдэхүүнүүд, тэдгээртэй холбоотой">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_13.jpg" alt=">Нэг ба хоёрдугаар дарааллын фазын шилжилтийн үед термодинамик шинж чанарын өөрчлөлтүүд">!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_14.jpg" alt=">Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтийн термодинамик онол Ганц зүйлийг авч үзье. - бүрэлдэхүүн хэсэг (өөрөөр хэлбэл бие даасан бодисоос бүрдэх) нэг төрлийн бус"> Термодинамическая теория фазовых переходов I рода Рассмотрим однокомпонентную (т.е. состоящую из индивидуального вещества) гетерогенную систему, состоящую из r фаз. В однокомпонентных системах отдельные фазы представляют собой одно и то же вещество в различных фазовых состояниях. Пусть система является является закрытой (суммарное число молей ∑nr=const), а основными параметрами ее состояния служат p и T. Основной термодинамической функцией, характеризующей состояние такой системы, является энергия Гиббса G.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_15.jpg" alt=">Энэ системийн r үе шат бүрийн хувьд бид бичиж болно. термодинамик параметрүүдийн харгалзах утгууд"> Для каждой из r фаз этой системы мы можем записать соответствующие значения термодинамических параметров и приписать ей химический потенциал: Фаза 1 – p1, T1, V1, S1, …, μ1; Фаза 2 – p2, T2, V2, S2, …, μ2; ………………………………… Фаза r – pr, Tr, Vr, Sr, …, μr. Состоянию равновесия отвечает равенство интенсивных параметров p, T и μ во всех фазах системы: T1=T2=...=Tr (условие термического равновесия); p1=p2=...=pr (условие механического равновесия) ; μ1= μ2=...= μr (условие химического равновесия). (здесь r=1,2,... равно числу фаз в системе).!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_16.jpg" alt=">Хялбар байх үүднээс манай нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй гетероген системд байгаа гэж үзье. зөвхөн 2 үе шат зэрэгцэн оршдог."> Примем для упрощения, что в нашей однокомпонентной гетерогенной системе сосуществуют только 2 фазы. Условия равновесия для двухфазной системы: T1=T2; p1=p2; μ1= μ2. μ1(p,T)=μ2(p,T). Из определения химического потенциала, поэтому Давление и температура фазового перехода не являются независимыми переменными и должны быть связаны уравнением.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_17.jpg" alt=">Бид энэ хамаарлын тодорхой илэрхийлэлийг авах болно. Бид авч үзье. нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд,"> Получим явное выражение для этой зависимости. Примем во внимание, что в однокомпонентных системах, состоящих из чистого вещества i, химический потенциал равен энергии Гибсса одного моля этого вещества: μi=Gi. При T, p = const условие равновесия: G1=G2. В общем случае выражения для G=G(p,T) в интегральной форме не могут быть найдены. Поскольку G – это функция состояния системы, то ее дифференциал – это полный дифференциал. Мы можем получить уравнение в дифференциальной форме.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_18.jpg" alt=">G=U+pV-TS илэрхийлэл дээр үндэслэн, дараа ялгах: dG=dU+pdV+Vdp-TdS-SdT Илэрхийллийг харгалзан үзье."> Исходя из выражения G=U+pV-TS, после дифференцирования получим: dG=dU+pdV+Vdp-TdS-SdT. Примем во внимание выражение для объединенного I и II начала термодинамики dU=TdS-δA и соотношение δA=pdV; произведем замену: dG=TdS-pdV+pdV+Vdp-TdS-SdT. Мы получили выражение для полного дифференциала энергии Гиббса: dG=Vdp -SdT!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_19.jpg" alt=">Үе шат хувиргалт нь T,p=const үед явагддаг бөгөөд дагалддаг. дууны хэмжээг V1-ээс V2 болгон өөрчлөх."> Фазовое превращение происходит при T,p=const и сопровождается изменением объема от V1 до V2. Пусть оно происходит для 1 моля индивидуального вещества, тогда V1 до V2 – это молярные объемы первой и второй фазы. Для изобарно-изотермических потенциалов в двух равновесных фазах 1 и 2: dG1=V1dp-S1dT dG2=V2dp-S2dT Вычитая верхнее уравнение из нижнего, получим: dG2 - dG1 =(V2 - V1) dp – (S2 - S1)dT. Изменения T и p здесь не являются независимыми; они такие, при которых сохраняется равновесие между фазами 1 и 2.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_20.jpg" alt=">Тиймээс T ба p хооронд фазын тэнцвэрт тохирох функциональ холболт үүснэ. Тиймээс хэрэв"> Таким образом, между T и p сохраняется функциональная связь, соответствующая фазовому равновесию. Поэтому, если G1=G2 (равновесие при T и p), то G1+dG1=G2+dG2 (равновесие при T+dT и p+dp). Тогда dG1=dG2, или dG1-dG2 =0. Следовательно, (V2 - V1) dp – (S2 - S1)dT=0 или. Примем во внимание, что. Qф.п - теплота фазового превращения, поглощаемая при переходе 1 моля вещества из фазы 1 в фазу 2; ΔHф.п. – молярная энтальпия фазового перехода.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_21.jpg" alt=">Сүүлийн хоёр тэгшитгэлийг нэгтгэж, V2 -V1=ΔV ( хоёр фазын молийн эзэлхүүний зөрүү),"> Комбинируя два последних уравнения и обозначив V2 -V1=ΔV (разность молярных объемов двух фаз), получим: Здесь T - температура фазового перехода (кипения, плавления, полиморфного превращения и т.д.). Это уравнение называется уравнением Клаузиуса-Клапейрона и является общим термодинамическим уравнением, приложимым ко всем фазовым переходам чистых веществ. Оно показывает, как температура фазового перехода изменяется с давлением.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_22.jpg" alt=">Өнгөрүүлсэн фазын хоорондох шилжилт хайлуулах (шилжилтийн талст үе - шингэн)"> Переход между конденсированными фазами Для плавления (перехода кристаллическая фаза – жидкость) удобнее переписать уравнение Клаузиуса-Клапейрона в виде: , – изменение температуры плавления при изменении давления. где Если Vж>Vкр и ΔV>0, то с увеличением давления температура плавления повышается (большинства веществ). Если ΔV!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_23.jpg" alt=">Шилжилтийн шингэн - уур (ууршилт) Хэрэв фазын шилжилтийн нөхцөл (p ,T) нь шүүмжлэлтэй байдлаас нэлээд хол байна"> Переход жидкость – пар (испарение) Если условия фазового перехода (p,T) достаточно далеки от критической точки, то Vпар>>Vж, и тогда ΔV= Vпар-Vж≈ Vпар. Для 1 моля идеального газа. Тогда (ΔHисп – молярная энтальпия испарения), откуда Поскольку ΔHисп, R и T всегда положительны, то >0. C ростом T давление насыщенного пара над жидкостью всегда увеличивается.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_24.jpg" alt=">Шилжилтийн талст үе - уур (сублимация) Clausius-Clausius-C ижил төрхтэй, гэхдээ"> Переход кристаллическая фаза – пар (сублимация) Уравнение Клаузиуса-Клапейрона имеет тот же вид, но вместо ΔHисп – энтальпия сублимации ΔHсуб:!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_25.jpg" alt=">Заримдаа хураангуй фазаас шилжих Клаузиус-Клапейроны тэгшитгэл хийн үе шатыг интеграл хэлбэрээр бичнэ."> Иногда уравнение Клаузиуса-Клапейрона для перехода из конденсированной фазы в газообразную записывается в интегральном виде: Эта форма уравнения справедлива только для узкого интервала температур, в котором ΔH испарения или сублимации можно приближенно считать постоянной величиной. Строго говоря, это не так: зависимость Qp=ΔH изобарного процесса от температуры подчиняется закону Кирхгофа:!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_26.jpg" alt=">Тиймээс бид дифференциалд орсон (мөн зарим онцгой тохиолдлуудад - ба интеграл)"> Итак, мы получили в дифференциальной (а для некоторых частных случаев – и в интегральной) форме математическое выражение, которые устанавливает строгую взаимосвязь между термодинамическими параметрами p и T, характеризующими равновесие между двумя различными фазами в однокомпонентной системе. Однако в общем случае нам неизвестен интегральный вид уравнений состояния различных фаз, даже для однокомпонентных систем. Исключением является лишь уравнение Менделеева-Клапейрона, применимое, когда компоненты газообразной фазы подчиняются законам идеальных газов, и ряд более или менее удачно подобранных, но довольно сложных уравнений, описывающих состояние реальных газов и реальных индивидуальных жидкостей.!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_27.jpg" alt=">Хоёр дахь төрлийн фазын хувиргалт нь талстуудад дарааллаар явагддаг. цэгийн согогууд (бүтэц өөрчлөгдөх үед"> Фазовые превращения второго рода происходят в кристаллах при упорядочении точечных дефектов (когда изменения структуры минимальные), при превращении ферромагнитных веществ в парамагнитные, при переходе в сверхпроводящее и сверхтекучее состояние и т.д. Наиболее общей и полной термодинамической теорией ФП второго рода в настоящее время является теория Ландау, разработанная им в 1937 г. Теория фазовых переходов II рода!}

Src="https://present5.com/presentacii/20170502/Lekcija_4-5.ppt_images/Lekcija_4-5.ppt_28.jpg" alt=">Ландаугийн онол нь системийн бие даасан үе шатууд тус бүрээс ялгаатай гэж үздэг. бусад физик шинж чанар,"> В теории Ландау предполагается, что отдельные фазы системы отличаются друг от друга физическими свойствами, изменение которых характеризуют некоторые дополнительные параметры. Т.е., кроме обычных термодинамических параметров (T и p для G), для термодинамического потенциала вводят еще параметры η1, η2 … ηn, которые называют параметрами упорядочения соответствующих подсистем. Пусть фаза имеет только один параметр упорядочения η. Параметр упорядочения характеризует физическое состояние отдельной фазы и выбирается обычно таким образом, что для одной фазы он равен 0, а для второй отличен от нуля. Фаза, для которой η=0, условно называется неупорядоченной фазой, а фаза с η≠0 – упорядоченной. В такой интерпретации ФП связан с переходом системы из упорядоченного состояния в неупорядоченное.!}

Белоусова Юлия, Кобан Анастасия

Уг бүтээл нь материйн фазын шилжилтийг дүрсэлсэн байдаг. Фазын тэнцвэр. Хайлуулах, талсжих, уурших, конденсацлах.

Татаж авах:

Урьдчилан үзэх:

Үзүүлэнг урьдчилан үзэхийг ашиглахын тулд Google бүртгэл үүсгээд түүн рүү нэвтэрнэ үү: https://accounts.google.com

Слайдын тайлбар:

Физикийн судалгааны ажил: Материйн фазын шилжилт

Төлөвлөгөө: Объектын хүрээ, ажлын объект Судалгааны хамаарал Судалгааны зорилго, зорилт Фазын шилжилтийн талаарх анхны мэдээлэлтэй танилцах Фазын шилжилтийн төрөл Фазын тэнцвэрт байдал Фазын шилжилтийн үйл явц Дүгнэлт

Объектийн домэйн Физик бол орчлон ертөнцийн шинжлэх ухаан бөгөөд биднийг хүрээлэн буй үйл явцыг бүх нарийн ширийн зүйлээр нь авч үзэх, ойлгох боломжийг олгодог. "Бидний мэдэрч чадах хамгийн сайхан зүйл бол үл ойлгогдох зүйл юм. Энэ нь жинхэнэ урлаг, шинжлэх ухааны эх сурвалж болдог."

Судалгааны объект Энэ чиглэлээр судлах объектын хувьд бид бодисын фазын шилжилтийн үйл явцыг авч үзэх болно.

Сэдвийн хамаарал Сүүлийн жилүүдэд шинжлэх ухаан, технологийн янз бүрийн салбарт фазын шилжилтийг өргөнөөр ашиглаж байгаа нь энэ сэдэв сонирхолтой бөгөөд хамааралтай юм. Фазын шилжилтийг физик нөлөөллийн хамгийн чухал аргуудтай холбон тайлбарлаж болно: Энэ нь фазын шилжилтийг ихэвчлэн патент болон практик шийдэлд ашигладаг.

Ажлын зорилго: Төрөл бүрийн фазын тэнцвэрт байдал, материйн нэг үе шатаас нөгөөд шилжих үйл явцын физик шинж чанаруудын талаархи орчин үеийн шинжлэх ухааны үндсэн ойлголтуудтай танилцах.

Зорилго: Фазын шилжилтийн тухай ойлголтыг авч үзэх, фазын шилжилтийн үйл явцын үндсэн шинж чанарыг тодорхойлох;

Фазын шилжилтийн тухай ойлголт Фазын шилжилт, фазын хувирал гэдэг нь өргөн утгаараа гадаад нөхцөл байдал - температур, даралт, соронзон ба цахилгаан орон гэх мэт өөрчлөгдөх үед бодисыг нэг фазаас нөгөөд шилжүүлэхийг хэлнэ. Нарийн утгаараа энэ нь гадаад параметрийн тасралтгүй өөрчлөлттэй физик шинж чанарын огцом өөрчлөлт юм.

Фазын шилжилтийн төрлүүд Фазын шилжилтийг I ба II төрөлд хуваана: 1) Шилжилтийн бүх хугацаанд температур тогтмол байвал бодисын нэгдсэн төлөвийн өөрчлөлтийг нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилт гэнэ. 2) Системийн эзлэхүүн өөрчлөгдөнө. 3) Системийн энтропи өөрчлөгдөнө. Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтүүд нь даралт ба температуртай холбоотой термодинамик потенциалын эхний деривативууд тасралтгүй өөрчлөгдөж, хоёр дахь деривативууд нь үсрэлтийг мэдэрдэг фазын шилжилт юм. Эндээс ялангуяа хоёрдугаар эрэмбийн фазын шилжилтийн үед бодисын энерги, эзэлхүүн өөрчлөгддөггүй, харин түүний дулааны багтаамж, шахагдах чадвар, янз бүрийн мэдрэмж гэх мэт өөрчлөгддөг.

Шингэн ба хийн фазын эхний ба хоёрдугаар эрэмбийн хил хязгаарыг харуулсан фазын шилжилтийн диаграмм

Фазын тэнцвэрт байдал Фазын тэнцвэрийн нөхцөлийг термодинамикийн теоремуудаас олж авч болно. Систем тэнцвэрт байдалд байх үед түүний бүх фазын температур ба даралт ижил байна. Хэрэв тэдгээрийг тогтмол байлгах юм бол системийн термодинамик боломж зөвхөн буурч болно. Тэнцвэрт байх үед энэ нь хамгийн бага утгыг авдаг. Эхний үеийн массыг m 1, хоёр дахь фазын массыг m 2 гэж үзье.  1 ба  2 нь эдгээр фаз дахь бодисын тусгай термодинамик потенциал юм. Бүхэл системийн термодинамик потенциалыг Ф = m 1  1 + m 2  2 гэж илэрхийлнэ. Хэрэв  1   2 бол 1-р фазын 2-р хувирал нь Ф-ийн бууралттай хамт явагдана 1-р үе шат бүхэлдээ илүү тогтвортой үе шат руу шилжих хүртэл 2. Дараа нь систем нэг фазтай болж, термодинамик потенциал нь m  2 хамгийн бага утгад хүрнэ. Эсрэгээр, хэрэв  1   2 бол 2-р үе шат эцэстээ 1-р үе шат болж хувирна. Зөвхөн  1 (P, T) =  2 (P, T) (1) нөхцөлд фазууд нь тэнцвэртэй байх болно. бие биенээ. Тиймээс фазын тэнцвэрт байдлын нөхцөл нь тэдгээрийн тодорхой термодинамик потенциалуудын тэгш байдал юм.

Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн фазын тэнцвэрийн диаграмм:

(1) нөхцөлийн утга нь ямар ч фазын өөрчлөлтийн үед тодорхой термодинамик потенциалын утга өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна. Тиймээс аливаа бодисын төлөв байдлын өөрчлөлтөд түүний термодинамикийн хувийн потенциал үргэлж тасралтгүй өөрчлөгддөг

Фазын шилжилтийн үйл явц: Ууршилт ба конденсац Хайлах ба талстжих Шингэнийг буцалгах ба хэт халах

Ууршилт ба конденсаци Шингэнийг хийн төлөвт шилжүүлэхийг ууршилт, хатуу биетийг хийн төлөвт шилжүүлэхийг сублимация гэж нэрлэдэг. Бодисын нэгж массыг уур болгон хувиргахын тулд тухайн бодисыг ууршихаас өмнөх температуртай ижил температурт өгөх дулааныг ууршилтын хувийн дулаан гэж нэрлэдэг. Конденсацийн үед ууршилтын үед алдагдсан дулааныг буцааж өгдөг: конденсацийн үед үүссэн шингэн нь халдаг. Шингэнтэйгээ тэнцвэрт байдалд байгаа уурыг ханасан гэж нэрлэдэг. Тэнцвэрт үүсэх даралтыг ханасан уурын даралт гэж нэрлэдэг.

Зарим шингэний ууршилт Диаграмм дахь зарим төрлийн шингэний ууршилт

Хайлах ба талстжих Талст биеийг шингэн төлөвт шилжүүлэх нь бодис тус бүрийн онцлогт тохирсон температурт явагдах ба хайлуулах дулаан гэж нэрлэгддэг тодорхой хэмжээний дулаан зарцуулалтыг шаарддаг. Хайлах температур нь даралтаас хамаарна. Тиймээс талстаас шингэн төлөвт шилжих нь даралт ба температурын утгуудаар тодорхойлогддог маш тодорхой нөхцөлд явагддаг. Эдгээр утгын багц нь ихэвчлэн хайлах муруй гэж нэрлэгддэг (p, T) диаграммын муруйтай тохирч байна.

Талсжих процесс нь хайлахаас урвуу дараах байдлаар явагдана. Шингэнийг өгөгдсөн даралтад хатуу ба шингэн фазууд тэнцвэртэй байх температурт хөргөхөд (өөрөөр хэлбэл хайлсан ижил температурт) талстуудын нэгэн зэрэг өсөлт нь цөм буюу талстжилт гэж нэрлэгддэг хэсгүүдийн эргэн тойронд эхэлдэг. төвүүд. Өсөн нэмэгдэж буй бие даасан талстууд эцэст нь хоорондоо ойртож, поликристал хатуу бодис үүсгэдэг. Талсжих үйл явц нь хайлах явцад шингэсэн ижил хэмжээний дулааныг ялгаруулж дагалддаг.

Хайлж байна

Диаграм: Хайлах-талсжилт

Шингэний буцалгах ба хэт халах Хэрэв саванд байгаа шингэн нь шингэний чөлөөт гадаргуугаас тогтмол гадаад даралтаар халсан бол. Уур үүсэх энэ процессыг ууршилт гэж нэрлэдэг. Буцлах цэг гэж нэрлэгддэг тодорхой температурт хүрэхэд уур үүсэх нь зөвхөн чөлөөт гадаргуугаас үүсч эхэлдэг бөгөөд уурын бөмбөлгүүд ургаж, гадаргуу дээр гарч, шингэнийг өөрөө авч явдаг. Уурших үйл явц нь хүчирхийлэл болж хувирдаг. Энэ үзэгдлийг буцалгах гэж нэрлэдэг. Хэт халсан усыг жишээлбэл, гөлгөр ханатай кварцын колбонд хийж болно. Колбыг эхлээд хүхрийн, азотын болон бусад хүчил, дараа нь нэрмэл усаар сайтар зайлж угаана. Угаасан колбонд нэрмэл усыг асгаж, дотор нь ууссан агаарыг удаан хугацаагаар буцалгах замаар зайлуулна. Үүний дараа колбонд байгаа усыг хийн шарагч дээр буцалгах температураас хамаагүй өндөр температурт халааж болох боловч буцалгахгүй, харин чөлөөт гадаргуугаас эрчимтэй уурших болно. Зөвхөн хааяа колбоны ёроолд уурын бөмбөлөг үүсдэг бөгөөд энэ нь хурдан ургаж, доороос нь салж, шингэний гадаргуу руу дээшлэх бөгөөд өсөх тусам хэмжээ нь ихээхэн нэмэгддэг. Дараа нь ус удаан хугацаанд тайван хэвээр байна. Хэрэв хийн үр хөврөлийг ийм усанд оруулбал, жишээлбэл, чимх цай шидэж, хүчтэй буцалгаж, температур нь буцалгах цэг хүртэл хурдан буурдаг. Энэхүү үр дүнтэй туршлага нь тэсрэлт юм.

Цөмийн буцалгах үед усны буцлах температур

Дүгнэлт Энэхүү ажил нь бодисын нэг төлөв нөгөөд шилжихэд тохиолддог үйл явц, үе шат, төлөв бүр ямар шинж чанартай байдаг талаар илүү ихийг мэдэх боломжийг олгосон. Бидний эргэн тойрон дахь үйл явцыг хараад бид зөвхөн үндсэн онолыг мэддэг учраас энэ нь хэрхэн тохиолддогийг хялбархан хэлж чадна. Тиймээс физик нь ирээдүйд бидэнд туслах байгалийн шинжлэх ухааны ихэнх хуулиудыг мэдэхэд тусалдаг.

Үзэл баримтлал үе шат термодинамикийн хувьд тэдгээрийг нэгтгэх төлөвөөс илүү өргөн утгаар авч үздэг. дагуу үе шат Термодинамикийн хувьд бид бодисын термодинамикийн тэнцвэрийн төлөвийг ойлгодог бөгөөд энэ нь ижил бодисын бусад боломжит тэнцвэрийн төлөвүүдээс физик шинж чанараараа ялгаатай байдаг.. Заримдаа бодисын тэнцвэргүй хувирамтгай төлөвийг фаз гэж нэрлэдэг боловч метаставтай байдаг. Бодисын үе шатууд нь бүтцийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний шинж чанар, эмх цэгцтэй бүтэц байгаа эсэхээс хамаарч өөр өөр байж болно. Янз бүрийн талст фазууд нь талст бүтэц, цахилгаан дамжуулах чанар, цахилгаан ба соронзон шинж чанар гэх мэт өөр хоорондоо ялгаатай байж болно. Шингэн фазууд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци, хэт дамжуулалт байгаа эсэх гэх мэт өөр хоорондоо ялгаатай байдаг.

Бодисын нэг фазаас нөгөөд шилжихийг нэрлэдэг фазын шилжилт . Фазын шилжилтэнд уурших ба хайлах, конденсац ба талстжих гэх мэт үзэгдлүүд орно.Хоёр фазын системд фазууд ижил температурт тэнцвэрт байдалд байна. Эзлэхүүн ихсэх тусам шингэний зарим хэсэг нь уур болж хувирдаг боловч температурыг тогтмол байлгахын тулд гаднаас тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулах шаардлагатай болдог. Тиймээс шингэн фазаас хийн системд шилжихийн тулд системийн температурыг өөрчлөхгүйгээр дулаан дамжуулах шаардлагатай. Энэ дулаан нь бодисын фазын төлөвийг өөрчлөхөд явдаг бөгөөд үүнийг нэрлэдэг фазын хувирлын дулаан эсвэл шилжилтийн далд дулаан . Температур нэмэгдэхийн хэрээр бодисын тогтмол массын шилжилтийн далд дулаан буурч, чухал температурт энэ нь тэгтэй тэнцүү байна. Фазын шилжилтийг тодорхойлохын тулд фазын шилжилтийн хувийн дулааныг ашигладаг. Фазын шилжилтийн хувийн дулаан нь тухайн бодисын нэгж массын далд дулааны хэмжээ юм.

Шилжилтийн далд дулааныг шингээх эсвэл суллах үе шатуудын шилжилтийг нэрлэдэг эхний ээлжийн үе шат шилжилтүүд . Энэ тохиолдолд дотоод энерги, нягтрал нь огцом өөрчлөгддөг. Илүү эмх цэгцтэй төлөвөөс бага эмх цэгцтэй төлөв рүү шилжих үед энтропи нэмэгддэг. Хүснэгтэнд эхний ээлжийн фазын шилжилт, тэдгээрийн үндсэн шинж чанарыг харуулав.

Хүснэгт. Эхний радын фазын шилжилт ба тэдгээрийн үндсэн шинж чанарууд .

ХАМТ Хоёр фазын системийн тэнцвэрт байдалд байгаа даралт ба нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилтийн температур хоёрын хооронд холбоо байдаг. Энэ холболтыг тайлбарласан болно . Хаалттай системүүдийн хувьд энэ тэгшитгэлийн гарал үүслийг авч үзье. Хэрэв систем дэх бөөмсийн тоо тогтмол байвал термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн дагуу дотоод энергийн өөрчлөлтийг дараах илэрхийллээр тодорхойлно. T 1 = T 2 ба P 1 = P 2 тохиолдолд фазуудын хооронд тэнцвэр үүснэ. Изотермууд нь T ба dT температурт хоёр фазын системийн төлөвтэй тохирч байгаа хязгааргүй бага урвуу Карногийн циклийг авч үзье (Зураг 6.8). Төлөвийн параметрүүд хязгааргүй бага өөрчлөгддөг тул 6.8-р зураг дээрх изотерм ба адиабатуудыг шулуун шугамаар үзүүлэв. Ийм мөчлөгийн даралт нь dP-ийн хэмжээгээр өөрчлөгддөг. Нэг мөчлөгийн системийн ажиллагааг дараах томъёогоор тодорхойлно.
. Материйн масс нь нэгтэй тэнцүү системд мөчлөг хэрэгждэг гэж үзье. Ийм энгийн Карно мөчлөгийн үр ашгийг дараахь томъёогоор тодорхойлж болно.
эсвэл
, Хаана Л П- ууршилтын хувийн дулаан. Эдгээр тэгшитгэлийн баруун талыг тэнцүүлж, ажлын илэрхийлэлийг даралт ба эзэлхүүнээр орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
. Даралтын өөрчлөлтийг температурын өөрчлөлттэй уялдуулан дараахийг гаргацгаая.

(6.23)

(6.23) тэгшитгэлийг дуудна Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэл . Энэ тэгшитгэлд дүн шинжилгээ хийснээр температур нэмэгдэхийн хэрээр даралт нэмэгддэг гэж дүгнэж болно. Энэ нь үүнээс үүдэлтэй юм
, Тиймээс
.

Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэл нь зөвхөн шингэн-уурын шилжилтэд хамаарахгүй. Энэ нь нэгдүгээр зэрэглэлийн бүх шилжилтэд хамаарна. Ерөнхийдөө үүнийг дараах байдлаар бичиж болно.

(6.24)

Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэлийг ашиглан бид системийн төлөвийн диаграммыг P, T координатаар үзүүлж болно (Зураг 6.9). Энэ диаграммд 1-р муруй нь сублимацийн муруй юм. Энэ нь хатуу ба уур гэсэн хоёр фазын тэнцвэрт байдалд тохирно. Энэ муруйн зүүн талд байрлах цэгүүд нь нэг фазын хатуу төлөвийг тодорхойлдог. Баруун талд байгаа цэгүүд нь уурын төлөвийг тодорхойлдог. Муруй 2 – хайлах муруй. Энэ нь хатуу ба шингэн гэсэн хоёр фазын тэнцвэрт байдалд тохирно. Энэ муруйн зүүн талд байрлах цэгүүд нь нэг фазын хатуу төлөвийг тодорхойлдог. Үүний баруун талд 3-р муруй хүртэл байрлах цэгүүд нь шингэний төлөвийг тодорхойлдог. Муруй 3 – ууршилтын муруй. Энэ нь шингэн ба уур гэсэн хоёр фазын тэнцвэрт байдалд тохирно. Энэ муруйн зүүн талд байрлах цэгүүд нь нэг фазын шингэний төлөвийг тодорхойлдог. Баруун талд байгаа цэгүүд нь уурын төлөвийг тодорхойлдог. 3-р муруй нь 1 ба 2-р муруйгаас ялгаатай нь хоёр талдаа хязгаарлагдмал байдаг. Нэг талд - гурвалсан цэг Tr, нөгөө талаас - К чухал цэг (Зураг 6.9). Гурвалсан цэг хатуу, шингэн, уур гэсэн гурван фазын тэнцвэрийн төлөвийг нэг дор дүрсэлдэг.