SlideShare a Scribd company logo
МОЛЕКУЛЯРНАЯ
ФИЗИКА.
СТАТИСТИЧЕСКАЯ
ФИЗИКА И
ТЕРМОДИНАМИКА.
Лекция №5.
Фазовые переходы
План:
1. Фазовые превращения.
2. Равновесие жидкости и насыщенного пара.
3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
4. Фазовые диаграммы. Тройная точка.
Фазовые превращения
Фаза – часть системы, ограниченная поверхностью раздела, с
одинаковыми физическими свойствами во всех точках.
Если две или более фаз одного и того же вещества существуют одновременно,
причем масса ни одной из фаз не увеличивается за счет другой, то говорят о
фазовом равновесии.
Переход вещества из одной фазы в другую называется фазовым переходом или
фазовым превращением.
Фазовые переходы
I рода II рода
Испарение, конденсация, плавление
кристаллизация, сублимация
Эффект Кюри (исчезновение
ферромагнетизма),
сверхпроводимость, сверхтекучесть
Фазовые переходы I рода
Признаком фазового перехода I рода является выделение или поглощение
теплоты (так называемая скрытая теплота перехода). Это количество
теплоты требуется для перестройки структуры системы.
Температура системы во время фазового перехода остается равной температуре
плавления, пока все вещество не перейдет из одного агрегатного состояния в другое
Температуры плавления/кристаллизации °С
Алюминий 660
Железо 1539
Золото 1064
Олово 232
Ртуть -32
Спирт -114
Свинец 327
Температуры кипения °С (при атм. давлении)
Кислород -183
Эфир 35
Вода 100
Ртуть 357
Спирт 78
Свинец 1755
Равновесие жидкости и насыщенного пара
p
T
K
Tтр
Ткр
ркр
В критической точке К различие между
жидкостью и её насыщенным паром
исчезает, при этом кривая фазового
равновесия обрывается
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
Получим аналитически кривую, описывающую фазовое равновесие.
Рассмотрим узкий цикл Карно, производимый с одним молем идеального
газа
2V - объем пара
- объем жидкости1V
21 VV <<
КПД такого цикла
Q
A∆
=η λ=Q Молярная теплота
парообразования
( )12 VVdpA −≈∆
T
dT
=η
( )
T
dTVVdp
=
−
λ
12
( )12 VVTdT
dp
−
=
λ
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
p
RT
V =2 2
RT
p
dT
dp λ
= ( ) 





−=
RT
dpd
λ
ln → 





−⋅=
RT
constp
λ
exp
Фазовые диаграммы
1 - кривая плавления,
2 - кривая испарения,
3 - кривая возгонки
Для большинства веществ ркр<<ратм
Поэтому переход и газообразного в
твердое состояние затруднен:
Для H2O: ркр=0,06 атм. Tкр=0,0075 °С
Но для некоторых веществ такой
переход возможен, например
для CO2: ркр= 5,11 атм. Tкр=-56,6 °С
Фазовые диаграммы
Фазовая диаграмма гелия
(присутствует фазовый переход II
рода)
1 - кривая плавления,
2 - кривая испарения,
3 - кривая раздела жидких фаз Не I и
Не II,
А и В - тройные точки

More Related Content

What's hot

Testing of metal and alloy
Testing of metal and alloyTesting of metal and alloy
Testing of metal and alloy
Nikunj Patel
 
Tensile test
Tensile testTensile test
Tensile test
Saif al-din ali
 
Welding processes
Welding processesWelding processes
Welding processes
Dr Ibrahim
 
Group presentation for tensile testing a4
Group presentation for tensile testing   a4Group presentation for tensile testing   a4
Group presentation for tensile testing a4
Prajwal Vc
 
Introduction to IGBT & its losses
Introduction  to IGBT & its losses Introduction  to IGBT & its losses
Introduction to IGBT & its losses
Zeeshan Akhtar
 
Wear measurement
Wear measurementWear measurement
Wear measurement
Veeresh Kumar G B
 
Mechanical Tests
Mechanical TestsMechanical Tests
Mechanical Tests
Gopinath Guru
 
Wyszukiwarki ogólne i specjalistyczne
Wyszukiwarki ogólne i specjalistyczneWyszukiwarki ogólne i specjalistyczne
Wyszukiwarki ogólne i specjalistycznemarecki_wepa_1982
 
Welding handbook.pdf
Welding handbook.pdfWelding handbook.pdf
How to reduced transformer losses report
How to reduced transformer losses reportHow to reduced transformer losses report
How to reduced transformer losses report
kamal soni
 
Transformer design principles
Transformer design principlesTransformer design principles
Transformer design principles
Leonardo ENERGY
 
Joining Process
Joining ProcessJoining Process
Joining Process
Muthukumar V
 
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMSL4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
MVGR College of Engineering-Autonomous
 
Material science ppt.
Material science ppt.Material science ppt.
Material science ppt.
Ajay Binjhode
 
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1 ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
Dimitris Psounis
 
Bandas en V.pdf
Bandas en V.pdfBandas en V.pdf
Bandas en V.pdf
JhenserGonzalesDeLaC
 
1- Welding Terminology.ppt
1- Welding Terminology.ppt1- Welding Terminology.ppt
1- Welding Terminology.ppt
AkmalShauqy1
 

What's hot (17)

Testing of metal and alloy
Testing of metal and alloyTesting of metal and alloy
Testing of metal and alloy
 
Tensile test
Tensile testTensile test
Tensile test
 
Welding processes
Welding processesWelding processes
Welding processes
 
Group presentation for tensile testing a4
Group presentation for tensile testing   a4Group presentation for tensile testing   a4
Group presentation for tensile testing a4
 
Introduction to IGBT & its losses
Introduction  to IGBT & its losses Introduction  to IGBT & its losses
Introduction to IGBT & its losses
 
Wear measurement
Wear measurementWear measurement
Wear measurement
 
Mechanical Tests
Mechanical TestsMechanical Tests
Mechanical Tests
 
Wyszukiwarki ogólne i specjalistyczne
Wyszukiwarki ogólne i specjalistyczneWyszukiwarki ogólne i specjalistyczne
Wyszukiwarki ogólne i specjalistyczne
 
Welding handbook.pdf
Welding handbook.pdfWelding handbook.pdf
Welding handbook.pdf
 
How to reduced transformer losses report
How to reduced transformer losses reportHow to reduced transformer losses report
How to reduced transformer losses report
 
Transformer design principles
Transformer design principlesTransformer design principles
Transformer design principles
 
Joining Process
Joining ProcessJoining Process
Joining Process
 
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMSL4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
L4_Cooling Curves_grain and grain boundary formation_MMS
 
Material science ppt.
Material science ppt.Material science ppt.
Material science ppt.
 
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1 ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
ΠΛΗ31 ΜΑΘΗΜΑ 3.1
 
Bandas en V.pdf
Bandas en V.pdfBandas en V.pdf
Bandas en V.pdf
 
1- Welding Terminology.ppt
1- Welding Terminology.ppt1- Welding Terminology.ppt
1- Welding Terminology.ppt
 

More from Yerin_Constantine

применение сзм в физике
применение сзм в физикеприменение сзм в физике
применение сзм в физикеYerin_Constantine
 
физические основы и методики асм
физические основы и методики асмфизические основы и методики асм
физические основы и методики асмYerin_Constantine
 
физические основы и методики стм
физические основы и методики стмфизические основы и методики стм
физические основы и методики стмYerin_Constantine
 
конструкция сзм
конструкция сзмконструкция сзм
конструкция сзмYerin_Constantine
 
5.методы исследования наноразмерных систем
5.методы исследования наноразмерных систем5.методы исследования наноразмерных систем
5.методы исследования наноразмерных системYerin_Constantine
 
4.магнитные свойства наноразмерных систем
4.магнитные свойства наноразмерных систем4.магнитные свойства наноразмерных систем
4.магнитные свойства наноразмерных системYerin_Constantine
 
2.нанокластеры и наночастицы
2.нанокластеры и наночастицы2.нанокластеры и наночастицы
2.нанокластеры и наночастицыYerin_Constantine
 
1.наноразмерные структуры
1.наноразмерные структуры1.наноразмерные структуры
1.наноразмерные структурыYerin_Constantine
 
термодинамика 2
термодинамика 2термодинамика 2
термодинамика 2Yerin_Constantine
 
структура многоэлектронных атомов
структура многоэлектронных атомовструктура многоэлектронных атомов
структура многоэлектронных атомовYerin_Constantine
 
квантовые характеристики атомов
квантовые характеристики атомовквантовые характеристики атомов
квантовые характеристики атомовYerin_Constantine
 
туннельный эффект
туннельный эффекттуннельный эффект
туннельный эффектYerin_Constantine
 
элементы квантовой механики
элементы квантовой механикиэлементы квантовой механики
элементы квантовой механикиYerin_Constantine
 
основы квантовой теории
основы квантовой теорииосновы квантовой теории
основы квантовой теорииYerin_Constantine
 
явления переноса в газах
явления переноса в газахявления переноса в газах
явления переноса в газахYerin_Constantine
 

More from Yerin_Constantine (20)

применение сзм в физике
применение сзм в физикеприменение сзм в физике
применение сзм в физике
 
физические основы и методики асм
физические основы и методики асмфизические основы и методики асм
физические основы и методики асм
 
физические основы и методики стм
физические основы и методики стмфизические основы и методики стм
физические основы и методики стм
 
конструкция сзм
конструкция сзмконструкция сзм
конструкция сзм
 
основы сзм
основы сзмосновы сзм
основы сзм
 
5.методы исследования наноразмерных систем
5.методы исследования наноразмерных систем5.методы исследования наноразмерных систем
5.методы исследования наноразмерных систем
 
4.магнитные свойства наноразмерных систем
4.магнитные свойства наноразмерных систем4.магнитные свойства наноразмерных систем
4.магнитные свойства наноразмерных систем
 
2.нанокластеры и наночастицы
2.нанокластеры и наночастицы2.нанокластеры и наночастицы
2.нанокластеры и наночастицы
 
1.наноразмерные структуры
1.наноразмерные структуры1.наноразмерные структуры
1.наноразмерные структуры
 
термодинамика 2
термодинамика 2термодинамика 2
термодинамика 2
 
структура многоэлектронных атомов
структура многоэлектронных атомовструктура многоэлектронных атомов
структура многоэлектронных атомов
 
квантовые характеристики атомов
квантовые характеристики атомовквантовые характеристики атомов
квантовые характеристики атомов
 
туннельный эффект
туннельный эффекттуннельный эффект
туннельный эффект
 
элементы квантовой механики
элементы квантовой механикиэлементы квантовой механики
элементы квантовой механики
 
атом водорода
атом водородаатом водорода
атом водорода
 
основы квантовой теории
основы квантовой теорииосновы квантовой теории
основы квантовой теории
 
явления переноса в газах
явления переноса в газахявления переноса в газах
явления переноса в газах
 
реальные газы
реальные газыреальные газы
реальные газы
 
термодинамика
термодинамикатермодинамика
термодинамика
 
лекция №1
лекция №1лекция №1
лекция №1
 

фазовые переходы

  • 2. Лекция №5. Фазовые переходы План: 1. Фазовые превращения. 2. Равновесие жидкости и насыщенного пара. 3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. 4. Фазовые диаграммы. Тройная точка.
  • 3. Фазовые превращения Фаза – часть системы, ограниченная поверхностью раздела, с одинаковыми физическими свойствами во всех точках. Если две или более фаз одного и того же вещества существуют одновременно, причем масса ни одной из фаз не увеличивается за счет другой, то говорят о фазовом равновесии. Переход вещества из одной фазы в другую называется фазовым переходом или фазовым превращением. Фазовые переходы I рода II рода Испарение, конденсация, плавление кристаллизация, сублимация Эффект Кюри (исчезновение ферромагнетизма), сверхпроводимость, сверхтекучесть
  • 4. Фазовые переходы I рода Признаком фазового перехода I рода является выделение или поглощение теплоты (так называемая скрытая теплота перехода). Это количество теплоты требуется для перестройки структуры системы. Температура системы во время фазового перехода остается равной температуре плавления, пока все вещество не перейдет из одного агрегатного состояния в другое Температуры плавления/кристаллизации °С Алюминий 660 Железо 1539 Золото 1064 Олово 232 Ртуть -32 Спирт -114 Свинец 327 Температуры кипения °С (при атм. давлении) Кислород -183 Эфир 35 Вода 100 Ртуть 357 Спирт 78 Свинец 1755
  • 5. Равновесие жидкости и насыщенного пара p T K Tтр Ткр ркр В критической точке К различие между жидкостью и её насыщенным паром исчезает, при этом кривая фазового равновесия обрывается
  • 6. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса Получим аналитически кривую, описывающую фазовое равновесие. Рассмотрим узкий цикл Карно, производимый с одним молем идеального газа 2V - объем пара - объем жидкости1V 21 VV << КПД такого цикла Q A∆ =η λ=Q Молярная теплота парообразования ( )12 VVdpA −≈∆ T dT =η ( ) T dTVVdp = − λ 12 ( )12 VVTdT dp − = λ Уравнение Клапейрона-Клаузиуса p RT V =2 2 RT p dT dp λ = ( )       −= RT dpd λ ln →       −⋅= RT constp λ exp
  • 7. Фазовые диаграммы 1 - кривая плавления, 2 - кривая испарения, 3 - кривая возгонки Для большинства веществ ркр<<ратм Поэтому переход и газообразного в твердое состояние затруднен: Для H2O: ркр=0,06 атм. Tкр=0,0075 °С Но для некоторых веществ такой переход возможен, например для CO2: ркр= 5,11 атм. Tкр=-56,6 °С
  • 8. Фазовые диаграммы Фазовая диаграмма гелия (присутствует фазовый переход II рода) 1 - кривая плавления, 2 - кривая испарения, 3 - кривая раздела жидких фаз Не I и Не II, А и В - тройные точки