Мэдлэгийн санд сайн ажлаа илгээх нь энгийн зүйл юм. Доорх маягтыг ашиглана уу

Мэдлэгийн баазыг суралцаж, ажилдаа ашигладаг оюутнууд, аспирантууд, залуу эрдэмтэд танд маш их талархах болно.

Нийтэлсэн http://www.allbest.ru/

Смоленскийн улсын их сургууль

Энэ сэдвээр: " Фазын шилжилтүүд»

Гүйцэтгэсэн: 1-р курсын оюутан

Долников Александр

1. Фазын шилжилтийн тухай ойлголт

2. Фазын шилжилтийн ангилал

3. Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтүүд

4. Бодисын нэгдсэн төлөв байдал

4.1 Хийн бодисын тухай ойлголт

4.2 Шингэн бодисын тухай ойлголт

4.3 Хатуу бодисын тухай ойлголт

4.4 Плазмын тухай ойлголт

5. Квантын фазын шилжилт

6. Хоёр дахь эрэмбийн фазын шилжилтүүд

7. Фазын тэнцвэрт байдал

Ном зүй

1. Фазын шилжилтийн тухай ойлголт

Фазын шилжилттермодинамик дахь (фазын хувиргалт) - өөрчлөгдөх үед бодисыг нэг термодинамик фазаас нөгөөд шилжүүлэх. гадаад нөхцөл байдал. Системийн эрчимтэй параметрүүд (температур, даралт гэх мэт) өөрчлөгдөх үед фазын диаграммын дагуух системийн хөдөлгөөний үүднээс авч үзвэл систем нь хоёр фазыг тусгаарлах шугамыг гатлахад фазын шилжилт үүсдэг. Янз бүрийн термодинамикийн үе шатуудыг тайлбарласан байдаг өөр өөр тэгшитгэлүүдтөлөвийн хувьд та фазын шилжилтийн үед огцом өөрчлөгддөг хэмжигдэхүүнийг үргэлж олж чадна.

Термодинамик фазуудад хуваагдах нь бодисын нэгдсэн төлөвт хуваагдахаас бага төлөв байдлын ангилал тул фазын шилжилт бүр агрегат төлөвийн өөрчлөлтийг дагалддаггүй. Гэхдээ нэгтгэх төлөвийн аливаа өөрчлөлт нь фазын шилжилт юм.

Ихэнх тохиолдолд фазын шилжилтийг температур өөрчлөгдөх үед авч үздэг, гэхдээ хэзээ тогтмол даралт(ихэвчлэн 1 атмосфертэй тэнцүү). Тийм ч учраас фазын шилжилтийн "цэг" (шугам биш), хайлах цэг гэх мэт нэр томъёог ихэвчлэн ашигладаг. Мэдээжийн хэрэг, фазын шилжилт нь даралтын өөрчлөлт, тогтмол температур, даралтын үед ч тохиолдож болно бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрацийн өөрчлөлт (жишээлбэл, ханасан уусмал дахь давсны талст харагдах байдал).

2. Фазын шилжилтийн ангилал

Системийн эрчимтэй параметрүүд (температур эсвэл даралт) -тай холбоотой термодинамик потенциалын анхны деривативууд огцом өөрчлөгддөг фазын шилжилтүүд. Нэгдүгээр төрлийн шилжилт нь системийг нэг нэгтгэх төлөвөөс нөгөөд шилжүүлэх үед, мөн нэгтгэх нэг төлөвт аль алинд нь явагддаг (нэг нэгтгэлийн төлөвт тохиолддог хоёр дахь дарааллын фазын шилжилтээс ялгаатай).

Хамгийн түгээмэл жишээнүүд нэгдүгээр зэрэглэлийн үе шат шилжилтүүд:

хайлах ба талсжих

· ууршилт ба конденсац

· сублимация ба десублимация

Даралт ба температурын термодинамик потенциалын хоёр дахь деривативууд огцом өөрчлөгддөг бол эхний деривативууд аажмаар өөрчлөгддөг фазын шилжилт. Эндээс, ялангуяа хоёр дахь шатны шилжилтийн үед бодисын энерги, эзэлхүүн өөрчлөгддөггүй, харин түүний дулааны багтаамж, шахагдах чадвар, янз бүрийн мэдрэмж зэрэг нь тэгш хэмийн өөрчлөлттэй тохиолдолд 2-р эрэмбийн фазын шилжилт үүсдэг бодисын бүтцийн өөрчлөлт (тэгш хэм нь бүрмөсөн алга болох эсвэл буурч болно). Симметрийн өөрчлөлтийн үр дагавар болох хоёр дахь эрэмбийн фазын шилжилтийн тодорхойлолтыг Ландаугийн онолоор өгсөн болно. Одоогийн байдлаар тэгш хэмийн өөрчлөлтийн тухай биш, харин шилжилтийн цэг дэх гадаад төрх байдлын талаар ярих нь заншилтай байдаг. захиалгын параметр, бага эмх цэгцтэй үе шатанд тэгтэй тэнцүү бөгөөд илүү эрэмбэлэгдсэн үе шатанд тэгээс (шилжилтийн цэг дээр) тэгээс өөр утга хүртэл хэлбэлздэг.

Хоёр дахь шатны шилжилтийн хамгийн түгээмэл жишээнүүд нь:

· системийн эгзэгтэй цэгээр дамжин өнгөрөх

· шилжилтийн парамагнет-ферромагнет эсвэл парамагнет-антиферромагнет (захиалгын параметр - соронзлол)

· металл ба хайлшийг хэт дамжуулагчийн төлөвт шилжүүлэх (захиалгын параметр - хэт дамжуулагч конденсатын нягт)

· шингэн гелийг хэт шингэн төлөвт шилжүүлэх (х.х. - хэт шингэний бүрэлдэхүүн хэсгийн нягт)

· аморф материалыг шилэн төлөвт шилжүүлэх

Орчин үеийн физикГурав дахь буюу түүнээс дээш зэрэглэлийн фазын шилжилттэй системийг судалдаг.

Сүүлийн үед квант фазын шилжилтийн тухай ойлголт өргөн тархаж, өөрөөр хэлбэл сонгодог дулааны хэлбэлзлээр бус харин квант хэмжигдэхүүнээр удирддаг фазын шилжилт нь үнэмлэхүй тэг температурт ч байдаг бөгөөд Нернстийн нөлөөгөөр сонгодог фазын шилжилтийг хэрэгжүүлэх боломжгүй байдаг. теорем.

3. Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтүүд

· Плавля м tion нь биеийг талстаас шилжүүлэх үйл явц юм хатуу төлөвшингэн болгон хувиргах, өөрөөр хэлбэл бодисыг нэгтгэх төлөвөөс нөгөөд шилжүүлэх. Хайлалт нь тодорхой дулаан, хайлах шингээлттэй хамт явагддаг бөгөөд энэ нь дагалддаг нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилт юм. спазмтайбодис тус бүрийн хувирлын тодорхой температурт дулааны багтаамжийн өөрчлөлт - хайлах цэг.

Хайлуулах чадварбодисын физик шинж чанарыг илэрхийлдэг

Хэвийн даралттай үед хамгийн өндөр температурхайлахМеталлуудын дотроос вольфрам (3422 ° C) байна энгийн бодисууд- нүүрстөрөгч (янз бүрийн эх сурвалжийн дагуу 3500 - 4500 ° C) болон дурын бодисуудын дунд - тантал-гафни карбид Ta 4 HfC 5 (4216 ° C). Гели нь хамгийн бага хайлах цэгтэй гэж бид таамаглаж болно: хэвийн даралттай үед энэ нь дур мэдэн бага температурт шингэн хэвээр байна.

Хэвийн даралттай олон бодис шингэн фазгүй байдаг. Халах үед тэд шууд сублимацын замаар хийн төлөвт хувирдаг.

· Талсжилт -- талст үүсэх замаар бодис шингэн төлөвөөс хатуу талст төлөвт шилжих үе шат. үе шат гэж нэрлэдэг нэгэн төрлийн хэсэг термодинамик системсистемийн бусад хэсгүүдээс (бусад үе шатуудаас) интерфэйсээр тусгаарлагдсан, шилжилтийн явцад бодисын химийн найрлага, бүтэц, шинж чанар огцом өөрчлөгддөг.

Талсжилт гэдэг нь уусмал эсвэл хайлмалаас талст хэлбэрээр хатуу фазыг салгах үйл явц юм. химийн үйлдвэрбодисыг цэвэр хэлбэрээр нь авахын тулд талсжих процессыг ашигладаг.

Талсжилт нь тодорхой хязгаарлах нөхцөл, жишээлбэл, шингэний хэт хөргөлт, уурын ханалт зэрэгт хүрч, олон тооны ууршилт үүсэх үед эхэлдэг. жижиг талстууд -- талсжих төвүүд. Кристалууд нь шингэн эсвэл уураас атом эсвэл молекулуудыг хавсаргаснаар ургадаг. Кристал нүүрний ургалт нь бүрэн бус атомын давхаргын ирмэгүүд (алхмууд) ургах тусам нүүрний дагуу хөдөлдөг; Өсөлтийн хурд нь талстжилтын нөхцлөөс хамаарах нь янз бүрийн өсөлтийн хэлбэр, талст бүтэц (олон талст, давхарга, зүү хэлбэртэй, араг яс, дендрит болон бусад хэлбэр, харандаа бүтэц гэх мэт) үүсэхэд хүргэдэг. Талсжих явцад янз бүрийн согогууд зайлшгүй гарч ирдэг.

Талсжих төвүүдийн тоо, өсөлтийн хурд нь хэт хөргөлтийн зэрэгт ихээхэн нөлөөлдөг.

Хэт хөргөлтийн зэрэг нь шингэн металыг талст (хатуу) хувиргалт руу шилжих температураас доош хөргөх түвшин юм. S.p. талсжилтын далд дулааны энергийг нөхөхөд шаардлагатай. Анхдагч талстжилт нь шингэнээс хатуу төлөвт шилжих явцад метал (хайлш ба шингэн) -д талст үүсэх явдал юм.

· Ууршилт - бодисын гадаргуу дээр үүсэх бодисыг шингэн төлөвөөс уур эсвэл хийн төлөвт шилжүүлэх үйл явц. Ууршилтын үйл явц нь конденсацийн процессын урвуу (уурын төлөвөөс шингэн төлөвт шилжих) үйл явц юм. Ууршилтын явцад бөөмс (молекул, атом) шингэн эсвэл хатуу биетийн гадаргуугаас нисч (тасрах) ба тэдгээрийн кинетик энергишингэний бусад молекулуудын таталцлын хүчийг даван туулахад шаардлагатай ажлыг гүйцэтгэхэд хангалттай байх ёстой.

· Конденсац уур (лат. конденсац- хуримтлуулах, нягтруулах, өтгөрүүлэх) - бодисыг хийн төлөвөөс шингэн эсвэл хатуу төлөвт шилжүүлэх (урвуу). сүүлчийн үйл явцдуудсан сублимация). Хамгийн их температур, түүнээс доош конденсац үүсэхийг чухал гэж нэрлэдэг. Конденсац үүсэх уур нь ханасан эсвэл ханаагүй байж болно.

· Сублимация - бодисыг хатуу төлөвөөс шууд хийн төлөвт шилжүүлэх, шингэн төлөвийг алгасах. Сублимацын үед бодисын тодорхой хэмжээ өөрчлөгдөж, энерги шингэдэг. сублимацийн дулаан), сублимац нь нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилт юм.

Урвуу үйл явц нь desublimation юм. Дэлхийн гадаргуу дээрх хяруу, модны мөчир, утаснуудад хөлдөлт үүсэх зэрэг агаар мандлын үзэгдлүүд нь сублимацийн жишээ юм.

· Десублимация -- шингэн төлөвийг алгасаж, бодис хийн төлөвөөс хатуу төлөвт шилжих физик үйл явц. Өвлийн улиралд цонхны шилэн дээр мөсний хэв маяг гарч ирэх ба хяруу, хяруу зэрэг агаар мандлын үзэгдлүүд нь десублимацийн жишээ юм.

Десублимацийн үед энерги ялгардаг. Десублимац нь экзотермик фазын шилжилт юм.

Урвуу үйл явц нь сублимация (сублимация) юм.

4. Бодисын нэгдсэн төлөв

4.1 Хийн бодисын тухай ойлголт

Ууршилт нь шингэний гадаргуугаас үүсэх уур юм. Төрөл бүрийн молекулуудИжил температурт шингэн өөр өөр хурдтайгаар хөдөлдөг. Хэрэв хангалттай "хурдан" молекул шингэний гадаргуу дээр ирвэл хөрш зэргэлдээх молекулуудын таталцлыг даван туулж, шингэнээс нисч чадна. Шингэний гадаргуугаас ялгарах молекулууд нь уур үүсгэдэг. Ууршилттай зэрэгцэн молекулууд уураас шингэн рүү шилждэг. Уур шингэн болж хувирах үзэгдлийг конденсац гэж нэрлэдэг. Хэрэв гаднаас шингэн рүү энерги орохгүй бол ууршдаг шингэн нь хөрнө. Уурын конденсац нь энерги ялгарах замаар дагалддаг. Шингэний ууршилтын хурд нь шингэний төрөл, температур, гадаргуугийн талбай, хөдөлгөөнөөс хамаарна агаарын масс(салхи) шингэний гадаргуугаас дээш. Буцалгах нь шингэний дотор болон гадаргуугаас уурших явдал юм. Шингэнийг халаахад агаарын бөмбөлөгүүд (түүнд ууссан) аажмаар дотор нь ургадаг. Бөмбөлөгүүдэд үйлчлэх Архимедийн хүч нэмэгдэж, тэдгээр нь хөвж, хагардаг. Эдгээр бөмбөлгүүдэд шингэн нь ууршдаг тул зөвхөн агаар төдийгүй усны уурыг агуулдаг. Буцлах цэг нь шингэн буцалгах температур юм. t o = const үед буцалгах процессын үед дулааны солилцоогоор шингэн рүү энерги нийлүүлэх ёстой, өөрөөр хэлбэл. ууршилтын дулааныг нэмнэ

Ууршилтын дулаан нь уур болж хувирсан бодисын масстай пропорциональ байна. Утга нь ууршилтын тодорхой дулаан юм. Энэ нь 1 кг шингэнийг тогтмол температурт уур болгон хувиргахад хэр их дулаан шаардагдахыг харуулж байна. Үүнийг Дж/кг, кЖ/кг-аар хэмждэг. Ууршилтын дулааны ихэнх хэсэг нь бөөмс хоорондын холбоог таслахад зарцуулагддаг бөгөөд зарим нь уурын тэлэлтийн явцад хийгдсэн ажилд ордог. Даралт ихсэх тусам шингэний буцлах цэг нэмэгдэж, ууршилтын хувийн дулаан буурдаг.

Хий нь хөнгөн байх тусмаа, өөрөөр хэлбэл. Бодисын атомын жин бага байх тусмаа том байна.

Дулааны хөдөлгөөнд оролцдог шингэний молекулууд хоорондоо тасралтгүй мөргөлддөг. Энэ нь тэдний зарим нь молекулын таталцлыг даван туулахад хангалттай кинетик энергийг олж авахад хүргэдэг. Ийм молекулууд шингэний гадаргуу дээр байх тул түүнээс нисч, шингэний дээгүүр уур (хий) үүсгэдэг. Уурын молекулууд эмх замбараагүй хөдөлж, шингэний гадаргуу дээр цохино. Энэ тохиолдолд тэдгээрийн зарим нь шингэн болж хувирдаг. Шингэний молекулыг гадагшлуулах, шингэн рүү буцах эдгээр хоёр үйл явц нэгэн зэрэг явагддаг. Хэрэв зугтаж буй молекулуудын тоо буцаж ирсэн молекулуудын тооноос их байвал шингэний масс буурна, өөрөөр хэлбэл. шингэн ууршдаг бол эсрэгээр шингэний хэмжээ нэмэгддэг, i.e. уурын конденсац ажиглагдаж байна. Дээр байрлах шингэн ба уурын масс өөрчлөгдөхгүй байх тохиолдол гардаг. Шингэнээс гарч буй молекулуудын тоо нь түүнд буцаж ирэх молекулуудын тоотой тэнцүү байх үед энэ нь боломжтой юм. Энэ төлөвийг динамик тэнцвэрт байдал, шингэнтэйгээ динамик тэнцвэрт байдалд байгаа уурыг ханасан гэж нэрлэдэг. Хэрэв уур ба шингэний хооронд динамик тэнцвэр байхгүй бол түүнийг ханаагүй гэж нэрлэдэг. Өгөгдсөн температурт ханасан уур нь тэнцвэр гэж нэрлэгддэг тодорхой нягттай байх нь ойлгомжтой.

Тогтмол температурт шингэний нэгж массыг уур болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээг ууршилтын хувийн дулаан гэж нэрлэдэг. Тодорхой дулаанууршилт нь шингэний температураас хамаардаг бөгөөд түүний өсөлтөөр буурдаг. Конденсацийн үед шингэнийг ууршуулахын тулд зарцуулсан дулааны хэмжээ ялгардаг. Конденсаци гэдэг нь хийн төлөвөөс шингэн төлөвт шилжих үйл явц юм.

Дулааны хөдөлгөөний кинетик энергийн жигд бус хуваарилалт нь үүнд хүргэдэг. Ямар ч температурт зарим молекулын кинетик энерги хэтэрч болно боломжит эрчим хүчбусадтай харилцах харилцаа. Ууршилт гэдэг нь шингэн эсвэл хатуу биетийн гадаргуугаас молекулууд гарах үйл явц юм. Ууршилт нь хөргөлт дагалддаг, учир нь хурдан молекулууд шингэнийг орхино. Тогтмол температурт хаалттай саванд шингэнийг ууршуулах нь хийн төлөвт байгаа молекулуудын концентрацийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хэсэг хугацааны дараа ууршиж буй молекулуудын тоо болон шингэн рүү буцах молекулуудын хооронд тэнцвэр үүснэ.

Шингэнтэйгээ динамик тэнцвэрт байдалд байгаа хийн бодисыг ханасан уур гэж нэрлэдэг. Даралт багатай уур ханасан уур, ханаагүй гэж нэрлэдэг. Тогтмол температурт ханасан уурын даралт нь эзэлхүүнээс хамаардаггүй. Молекулуудын тогтмол концентрацитай үед ханасан уурын даралт нь даралтаас хурдан нэмэгддэг хамгийн тохиромжтой хий, учир нь Температурын нөлөөн дор молекулын тоо нэмэгддэг. Өгөгдсөн температур дахь усны уурын даралтыг ижил температурт ханасан уурын даралттай харьцуулсан харьцааг хувиар илэрхийлбэл харьцангуй чийгшил гэнэ. Температур бага байх тусам ханасан уурын даралт бага байх тул тодорхой температурт хөргөхөд уур нь ханасан болно. Энэ температурыг шүүдэр цэг t p гэж нэрлэдэг.

4.2 Шингэн бодисын тухай ойлголт

Шингэн дэх молекулууд бие биентэйгээ ойрхон байрладаг тул шингэнийг шахах гэж оролдох үед агуу хүчнүүдтүлхэлт. Тиймээс шингэний шахалт бага байдаг. Молекулууд нь суурин амьдралаар амьдардаг бөгөөд дунджаар 10-11 секунд байдаг. Шингэн нь шингэн, өөрөөр хэлбэл. хэлбэрээ хадгалахгүй

Шингэн нь хаалттай савны эзэлхүүний хэсгийг эзэлнэ. Ямар ч температурт шингэний дотор хөрш зэргэлдээх молекулуудтай холбоо тасалж, шингэнээс нисэх чадвартай хангалттай эрч хүчтэй молекулууд байдаг. Температур өндөр, салхитай байх тусам ууршилт хурдан явагдана. Үүний зэрэгцээ савны доторх үлдсэн эзэлхүүнийг эзэлдэг уурын дотор шингэн рүү буцаж нисдэг молекулууд үргэлж байх бөгөөд буцаж гарч чадахгүй. Тиймээс энэ саванд хоёр өрсөлдөгч үйл явц байнга явагддаг - ууршилт ба урвуу конденсаци. Шингэнээс гарах молекулуудын тоо нэмэгдэхэд тоотой тэнцүү байнамолекулууд буцаж, дараа нь шингэн ба хийн фазын хооронд динамик тэнцвэрт байдал үүсч, уур нь ханалтад хүрсэн гэж үздэг.

Шингэний температур нэмэгдэхийн хэрээр ууршилтын хурд нэмэгдэж, шингэн буцалж эхэлдэг. Буцалж байх үед шингэний бүх эзэлхүүн дээр хурдацтай өсөн нэмэгдэж буй уурын бөмбөлгүүд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь гадаргуу дээр хөвдөг. Шингэний буцалгах цэг тогтмол хэвээр байна. Энэ нь шингэнд нийлүүлсэн бүх энерги нь түүнийг уур болгон хувиргахад зарцуулагддагтай холбоотой юм.

Шингэн нь үргэлж ууссан хий агуулдаг бөгөөд тэдгээр нь савны ёроол, хананд, мөн шингэнд түдгэлзсэн тоосны хэсгүүдэд ялгардаг. Бөмбөлөг дотор байгаа шингэн уур нь ханасан байна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр даралт нэмэгддэг ханасан уурнэмэгдэж, бөмбөлгүүдийн хэмжээ ихсэх болно. Хөвөгч хүчний нөлөөн дор тэд дээшээ хөвдөг. Хэрэв шингэний дээд давхарга нь бага температуртай бол эдгээр давхарга дахь бөмбөлөгүүдэд уурын конденсац үүсдэг. Даралт хурдан буурч, бөмбөлөгүүд нурж унадаг. Нуралт маш хурдан явагддаг тул бөмбөлгийн хана мөргөлдөж, дэлбэрэлт шиг зүйл үүсгэдэг. Ийм олон бичил дэлбэрэлт нь өвөрмөц дуу чимээг үүсгэдэг. Шингэн хангалттай дулаарах үед бөмбөлгүүд нурахаа больж, гадаргуу дээр хөвөх болно. Шингэн буцалгана. Буцалгахаасаа өмнө данх бараг дуу чимээ гаргахаа болино.

Температураас ханасан уурын даралтын хамаарал нь шингэний буцлах цэг яагаад түүний гадаргуу дээрх даралтаас хамаардаг болохыг тайлбарладаг. Уурын бөмбөлөг нь түүний доторх ханасан уурын даралт нь шингэний гадаргуу дээрх агаарын даралт (гадаад даралт) ба шингэний баганын гидростатик даралтын нийлбэр болох шингэний даралтыг бага зэрэг давахад уурын бөмбөлөг үүсч болно. Буцалгах нь бөмбөлөг дэх ханасан уурын даралт нь шингэний даралттай тэнцүү байх температураас эхэлдэг. Гадны даралт ихсэх тусам буцалгах цэг өндөр байх ба эсрэгээр гаднах даралтыг бууруулснаар буцалгах цэг буурдаг.

Шингэн бүр өөрийн гэсэн буцалгах цэгтэй байдаг бөгөөд энэ нь ханасан уурын даралтаас хамаардаг. Ханасан уурын даралт ихсэх тусам харгалзах шингэний буцлах цэг бага байх болно, учир нь бага температурт ханасан уурын даралт нь атмосферийн даралттай тэнцүү болно.

Шингэн ба түүний ханасан уурын хоорондох физик шинж чанарын ялгаа арилах температурыг чухал температур гэнэ. Критик температурын тухай ойлголтыг Д.И.Менделеев нэвтрүүлсэн. Чухал температурт ханасан уурын нягт ба даралт хамгийн их болж, ууртай тэнцвэрт байдалд байгаа шингэний нягт хамгийн бага болно. Онцгой утга чухал температурэгзэгтэй температураас дээш температурт ямар ч даралтанд хий нь шингэн болж хувирах боломжгүй юм. Критик температураас доогуур температуртай хий нь ханаагүй уур юм.

4.3 Хатуу бодисын тухай ойлголт

Хатуу биет дэх атомууд эсвэл молекулууд нь зөвхөн тодорхой тэнцвэрийн байрлалыг тойрон чичирдэг. Тиймээс хатуу биетүүд хэлбэр, эзэлхүүнийг хоёуланг нь хадгалдаг. Талст хатуу биетүүдэд атомын төвүүд (молекулууд) үүсдэг орон зайн тор, зангилаанд нь бодисын атомууд байдаг. Аморф хатуу биетүүд нь хатуу бүтэцгүй бөгөөд хөлдөөсөн шингэнтэй төстэй байдаг.

Бодис хатуу төлөвөөс шингэн рүү шилжихийг хайлах гэж нэрлэдэг. Урвуу процессыг хатууруулах гэж нэрлэдэг. Бодис хайлах (хатуурах) температурыг тухайн бодисын хайлах (хатуурах) температур гэнэ. Тухайн бодисын ижил нөхцөлд хайлах, хатуурах температур ижил байна. Хайлах (хатуурах) үед бодисын температур өөрчлөгддөггүй. Гэхдээ энэ нь хайлах явцад бие махбодийг эрчим хүчээр хангах шаардлагагүй гэсэн үг биш юм. Туршлагаас харахад дулааны солилцоогоор эрчим хүчний хангамж зогсвол хайлах үйл явц мөн зогсдог. Хайлах явцад биед нийлүүлж буй дулаан нь тухайн бодисын хэсгүүдийн хоорондын холбоог багасгахад чиглэгддэг. устгах болор тор. Үүний зэрэгцээ бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийн энерги нэмэгддэг. Хайлах явцад дулааны багахан хэсэг нь биеийн эзэлхүүнийг өөрчлөх ажилд зарцуулагддаг, учир нь ихэнх бодисын хувьд хайлах явцад эзэлхүүн нэмэгддэг. Хайлах явцад тодорхой хэмжээний дулааныг биед нийлүүлдэг бөгөөд үүнийг хайлуулах дулаан гэж нэрлэдэг. Хайлтын дулаан нь хайлсан бодисын масстай пропорциональ байна. Хэмжигдэхүүнийг (ламбда) бодисыг хайлуулах тусгай дулаан гэж нэрлэдэг. Хайлтын хувийн дулаан нь тухайн бодисын нэгж массыг хайлах цэг дээр нь хайлахад хэр их дулаан шаардлагатайг харуулдаг. Үүнийг Дж/кг, кЖ/кг-аар хэмждэг.

4.4 Плазмын тухай ойлголт

"Сийвэн" гэсэн нэр томъёог 1923 онд Америкийн физикч Лангмуйр, Тонкс нар ашиглахыг санал болгосон. Плазма нь 10,000 градус ба түүнээс дээш температурт бодисын оршин тогтнох ердийн хэлбэр бөгөөд энэ нь атом эсвэл молекулуудын нэлээд хэсэг нь ионжсон хий юм. Гайхалтай нь плазм бол орчлон ертөнцийн массын 99 орчим хувийг эзэлдэг байгаль дээрх хамгийн түгээмэл материйн төлөв юм. Дээр дурдсанчлан нар, одод бол өндөр температурт плазмын бөөгнөрөл юм. дээд давхаргаИоносфер гэж нэрлэгддэг дэлхийн атмосферийн бүрхүүл нь үүнээс ч өндөрт байрлах плазмаас үүсдэг. цацрагийн бүсплазм агуулсан. Аврора, аянга, түүний дотор бөмбөгний аянга - энэ бүхэн янз бүрийн төрөлДэлхий дээрх байгалийн нөхцөлд ажиглагдаж болох плазмууд. Орчлон ертөнцийн өчүүхэн хэсэг нь л матери байдаг хатуу төлөв- гаригууд, астероидууд, тоос мананцар. Дээрээс нь плазм нь маш их байдаг сонирхолтой шинж чанарууд, энэ нь томоохон асуудлуудад зориулагдсан хөгжүүлэлтүүдэд улам бүр ашиглагдаж байна орчин үеийн технологи. Маш хийсэн хаалттай савыг авч үзье галд тэсвэртэй материал, байх ёстой бага хэмжээнийзарим бодис. Температурыг аажмаар нэмэгдүүлснээр бид савыг түүнд агуулагдах бодисын хамт халаана. Уг саванд байгаа бодисыг эхлээд хатуу төлөвт байлга. Хэзээ нэгэн цагт энэ бодис хайлж эхлэх ба түүнээс ч өндөр температурт уурших болно. Үүссэн хий нь бүх эзэлхүүнийг жигд дүүргэнэ. Хангалттай хүрсэн үед өндөр түвшинтемператур, бүх хийн молекулууд, хэрэв энэ нь молекул хий юм бол задрах - хуваагдана бие даасан атомууд. Үүний үр дүнд бодисыг бүрдүүлдэг элементүүдийн хийн хольц нь саванд үлдэх болно. Үе үе бие биетэйгээ мөргөлдөх тул энэ бодисын атомууд хурдан бөгөөд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг.

5. Квантын фазын шилжилт

Квантын фазын шилжилт(квантын фазын хувиргалт) - гаднах нөхцөл байдал өөрчлөгдөх үед бодисын нэг квант термодинамик фазаас нөгөөд шилжих, гэхдээ дулааны хэлбэлзэл байхгүй үед тохиолддог. Тиймээс зарим дулааны бус параметрүүдийн (жишээлбэл, даралт эсвэл соронзон орон) нөлөөн дор системийг дахин бүтээдэг.

Сонгодог фазын шилжилтийг тухайн системийн термодинамик функцүүдийн тасалдалаар тодорхойлдог. Ийм цоорхой нь системийн хэсгүүд дахин зохион байгуулагдаж байгааг харуулж байна. Ердийн жишээҮүнтэй төстэй зан байдал нь ус шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт (мөс) шилжих явдал юм. Сонгодог фазын шилжилтийн үед үүсэх процессыг хоёр өрсөлдөж буй параметрүүд хариуцдаг: системийн энерги ба түүний дулааны хэлбэлзлийн энтропи. Энтропи сонгодог системтэг температурт байхгүй тул фазын шилжилт хийх боломжгүй. фазын шилжилтийн квант агрегат

Гэсэн хэдий ч квант механик системд квант хэлбэлзэл үүсдэг бөгөөд энэ нь фазын шилжилтийг хариуцдаг. Тиймээс квант хэлбэлзэл нь системийг өөр үе шатанд шилжүүлж болно. Эдгээр квант хэлбэлзэл нь даралт, концентрац зэрэг дулааны бус үзүүлэлтээр хянагддаг.

Нэгдүгээр эрэмбийн квант фазын шилжилтийн систем нь гелий юм. Агаар мандлын даралт нь үнэмлэхүй тэг үед ч хатуу фаз руу хувирдаггүй. Гэсэн хэдий ч 25 атмосферээс дээш даралттай үед гели нь зургаан өнцөгт савлагаа болж талсждаг.

Хоёрдахь дарааллын квант фазын шилжилт явагддаг материалын хамгийн тод төлөөлөгч бол мушгиа хэлбэрийн ферромагнет MnSi юм. Хэвийн даралттай энэ материал нь 29 К-ийн парамагнит төлөвөөс сул ферросоронзон төлөв рүү шилжих эгзэгтэй температуртай байдаг. Гэсэн хэдий ч 14.6 кбар-ийн дарааллын гадаад гидростатик даралтыг хэрэглэхэд квант фазын шилжилт үүсдэг.

6. Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтүүд

Симметрийг өөрчлөх

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилт нь бодисын тэгш хэмийн өөрчлөлт дагалддаг. Тэгш хэмийн өөрчлөлт нь болор торонд тодорхой төрлийн атомуудын шилжилт, эсвэл бодисын дарааллын өөрчлөлттэй холбоотой байж болно.

Ихэнх тохиолдолд илүү их тэгш хэмтэй үе шат (өөрөөр хэлбэл өөр фазын бүх тэгш хэмийг оруулаад) илүү өндөр температурт тохирдог боловч үл хамаарах зүйлүүд байдаг. Жишээлбэл, Рошелийн давс дахь Кюригийн доод цэгээр дамжин өнгөрөхөд доод температурт тохирох фаз нь орторомбын тэгш хэмтэй байдаг бол илүү өндөр температур, моноклиник тэгш хэмтэй байдаг.

Учир нь тоон шинж чанарХоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн үед тэгш хэмийн хувьд илүү тэгш хэмтэй үе шатанд тэгээс өөр утгыг авдаг, эмх замбараагүй үе шатанд тэгтэй ижил тэнцүү байх дарааллын параметрийг нэвтрүүлсэн.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн онолын тодорхойлолт

Ландаугийн онол

Дундаж талбайн онол - хамгийн анхны ба хамгийн энгийн аргачухал үзэгдлийн онолын тайлбар. Үүнийг хийхийн тулд олон талт харилцан үйлчлэлийн Гамильтонианыг шугаман болгож, өөрөөр хэлбэл энэ нь зарим нэг үр дүнтэй өөрөө тогтвортой талбар бүхий нэг хэсэгчилсэн Гамильтонианаар солигддог. Тиймээс бид ойрын зайнаас урт хугацааны харилцан үйлчлэлд, өөрөөр хэлбэл албан ёсоор хязгааргүй радиустай харилцан үйлчлэлд шилждэг. Бид мөн корреляцийн нөлөөллийг үл тоомсорлодог.

Фазын шилжилтийг тайлбарлахын тулд дундаж талбайн онолыг ашиглах нь үнэндээ Ландаугийн онол, өөрөөр хэлбэл эгзэгтэй цэгийн ойролцоох эрэмбийн параметрийн чадлын чөлөөт энергийн функцийг өргөтгөхтэй тэнцүү юм.

Фазын шилжилтийг тайлбарлахдаа үр дүнтэй талбарыг ихэвчлэн захиалгын параметртэй пропорциональ гэж үздэг. Дүрмээр бол пропорциональ хүчин зүйл нь системийн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн дундаж энерги юм. Тиймээс соронзонд орон нутгийн бие даасан электрон эргэлтэнд үзүүлэх нөлөө соронзон орон, хөрш зэргэлдээ эргэлтээр үүсгэгдсэн.

Ландаугийн онол дахь соронзны чухал үзүүлэлтүүд:

Бусад системүүдийн хувьд - антиферромагнет, хоёртын хайлш ба шингэн уурын систем, дундаж талбайн онол нь ижил чухал үзүүлэлтүүдийг өгдөг.

Дундаж талбайн онолоор олж авсан эгзэгтэй экспонентууд нь туршилтын утгатай таарахгүй байна. Гэхдээ энэ нь шалгуур үзүүлэлтүүдийн бүрэн түгээмэл байдлыг, өөрөөр хэлбэл онолын нарийн ширийн зүйлээс хараат бус байдлыг урьдчилан таамаглаж байна.

Онолын гол сул тал нь дарааллын параметрийн хэлбэлзэл мэдэгдэхүйц болсон тохиолдолд, өөрөөр хэлбэл фазын шилжилтийн цэгийн ойролцоо шууд хамаарахгүй: Ландаугийн онол нь шугаман хэмжээс бүхий эзэлхүүний хэлбэлзэл хүчинтэй байна. Корреляцийн радиус нь захиалгын параметрийн тэнцвэрийн утгатай харьцуулахад бага байна. Үгүй бол термодинамик аргыг хэрэглэх боломжгүй. Фазын шилжилтийн цэгүүдийн хувьд онол нь хэт үнэлэгдсэн уншилтыг өгдөг бөгөөд түүний таамагласан чухал үзүүлэлтүүд нь туршилтын утгуудаас ялгаатай байдаг. Нэмж дурдахад, дундаж талбайн онолын дагуу эгзэгтэй экспонентууд нь орон зайн хэмжээс ба дарааллын параметрээс хамаардаггүй. d=1, d=2 хэмжигдэхүүнтэй системүүдийн хувьд дундаж талбайн онол огт хэрэгжихгүй.

· Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн жишээ

· шилжилтийн парамагнет-ферромагнет эсвэл парамагнет-антиферромагнет (захиалгын параметр - соронзлол),

· металл ба хайлшийг хэт дамжуулагчийн төлөвт шилжүүлэх (захиалгын параметр - хэт дамжуулагч конденсатын нягт),

· шингэн гелийг хэт шингэн төлөвт шилжүүлэх (хх. - хэт шингэний бүрэлдэхүүн хэсгийн нягт),

· аморф материалыг шилэн төлөвт шилжүүлэх.

7. Фазын тэнцвэр

Фазын тэнцвэртермодинамикийн хувьд - термодинамик систем дэх фазууд нь төлөвт байгаа төлөв дулааны,механикТэгээд химийнтэнцвэр.

Фазын тэнцвэрийн төрлүүд:

Дулааны тэнцвэрт байдалсистем дэх бодисын бүх үе шат ижил температуртай байна гэсэн үг юм.

Механик тэнцвэрхөндлөн тэнцүү даралт гэсэн үг өөр өөр талуудхолбоо барих үе шатуудын хоорондох интерфейс. Хатуухан хэлэхэд, in бодит системүүдЭдгээр даралт нь зөвхөн ойролцоогоор тэнцүү бөгөөд даралтын зөрүү нь гадаргуугийн хурцадмал байдлаас үүсдэг.

Химийн тэнцвэрт байдал Энэ нь бодисын бүх фазын химийн потенциалын тэгш байдалд илэрхийлэгддэг.

Фазын тэнцвэрийн нөхцөл

Химийн хувьд нэгэн төрлийн (ижил төрлийн бөөмсөөс бүрдэх) системийг авч үзье. Энэ систем нь 1 ба 2-р үе шатуудын хоорондох интерфэйстэй байг. Дээр дурдсанчлан фазуудын тэнцвэрт байдал нь интерфэйс дэх температур ба даралтын тэнцүү байдлыг шаарддаг. Тогтмол температур ба даралттай систем дэх термодинамик тэнцвэрийн төлөв нь Гиббсийн потенциалын хамгийн бага цэгтэй тохирч байна.

Ийм системийн Гиббс потенциал нь тэнцүү байх болно

Энд ба нь химийн потенциалууд ба ба нь эхний ба хоёр дахь фазын тоосонцоруудын тоо юм.

Энэ тохиолдолд нийлбэр (систем дэх бөөмсийн нийт тоо) өөрчлөгдөх боломжгүй тул бид бичиж болно

Тодорхой байхын тулд, гэж үзье. Дараа нь Гиббсийн потенциалын хамгийн багадаа хүрэх нь ойлгомжтой (бүх бодис эхний үе шатанд шилжсэн).

Тиймээс фазын тэнцвэрт байдал нь интерфэйсийн эсрэг талд байгаа эдгээр фазын химийн потенциалууд тэнцүү байвал л боломжтой болно.

Клаперон-Клаусисын тэгшитгэл

Фазын тэнцвэрийн нөхцлөөс бид тэнцвэрийн систем дэх даралтын температураас хамаарах хамаарлыг олж авч болно. Тэнцвэрийн тухай ярьж байна шингэн - уур, дараа нь даралтаар бид ханасан уурын даралтыг хэлдэг бөгөөд хамаарлыг нэрлэдэг ууршилтын муруй.

Химийн потенциалын тэгш байдлын нөхцлөөс тодорхой термодинамик потенциалын тэгш байдлын нөхцөлийг дараахь байдлаар тодорхойлно.

I-р фазын Гиббс потенциал нь түүний масс юм.

юу гэсэн үг вэ гэхээр

энд ба фазуудын хувийн эзэлхүүн ба энтропи. Үүнийг дагадаг

мөн эцэст нь

фазын шилжилтийн хувийн дулаан (жишээлбэл, хайлуулах тусгай дулаан эсвэл ууршилтын хувийн дулаан) хаана байна.

Сүүлийн тэгшитгэлийг нэрлэнэ Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэл.

Гиббс фазын дүрэм

термодинамик тэнцвэрт байдал, фазын тоо 2-оор нэмэгдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тооноос хэтрэхгүй байх; 1873-76 онд Ж.В.Гиббс үүсгэн байгуулсан.

Одоо ерөнхийдөө химийн хувьд нэг төрлийн бус (хэд хэдэн бодисоос бүрдэх) системийг авч үзье. Систем дэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (бодисуудын) тоо, фазын тоо гэж үзье. Ийм системийн фазын тэнцвэрийн нөхцөлийг тэгшитгэлийн системээр бичиж болно.

i-р бүрэлдэхүүн хэсгийн химийн потенциалыг энд харуулав j-р үе шат. Энэ нь фаз дахь бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн даралт, температур, концентрацаар өвөрмөц байдлаар тодорхойлогддог. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци нь бие даасан биш (тэдгээрийн нийлбэр нь 1). Тиймээс авч үзэж буй тэгшитгэлийн систем нь үл мэдэгдэх зүйлийг (фаз дахь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци, температур ба даралт) агуулдаг.

Хэрэв тэгшитгэлийн тоо үл мэдэгдэх тооноос хэтрэхгүй бол системийг ерөнхийд нь шийдвэрлэх боломжтой (энэ нөхцлийг хангаагүй системийг мөн шийдэж болно, гэхдээ энэ нь физикийн хувьд үл тоомсорлож болох онцгой тохиолдол юм). Тийм ч учраас

өөрөөр хэлбэл тэнцвэрийн систем дэх фазын тоо бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тооноос хоёроос илүүгүй байж болно.

Сүүлийн тэгш бус байдлыг нэрлэнэ Гиббс фазын дүрэм. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэг (химийн хувьд нэгэн төрлийн систем) тохиолдолд энэ нь нөхцөл болж хувирдаг.

Ном зүй

1. Арцимович Л.А. Анхан шатны физикплазм, М.: INFRA-M, 2001.-597х.

2. Зельдович Б.И., Мышкис А.Д. Математик физикийн элементүүд. - М.: Боловсрол, 2001. - 352 х.

3. Кибец И.Н., Кибетс В.И. Физик. Лавлах. - Харьков: Фолио; Ростов н/а: Финикс, 2003.-587 х.

4. Рузавин Г.И. Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. М.: INFRA-M, 2003.-722 х.

5. Савельев И.В ерөнхий физик. T. 1. Механик. Молекулын физик: Сурах бичиг. их сургуулийн оюутнуудад зориулсан гарын авлага. - М.: Наука, 2002. - 432 х.

6. Франк-Каменецкий Д.А. Плазм бол бодисын дөрөв дэх төлөв, М, Просвещения, 2001.- 679 х.

7. Интернет https://ru.wikipedia.org

Allbest.ru дээр нийтлэгдсэн

Үүнтэй төстэй баримт бичиг

Дулааны энергийн системийг халах замаар эмх цэгцэнд хүрэх. Бодисын агрегат төлөв: хатуу, шингэн, хий. Кристал дахь атомын зохион байгуулалт, хэт дамжуулалт ба соронзон шинж чанар. Фазын шилжилтийн нөхцөлд ферромагнетууд.

хураангуй, 2009 оны 09-р сарын 26-нд нэмэгдсэн


Хийнүүдийн идеалаас хазайх. Ван дер Ваалсын томъёо. Сонгодог плазмын термодинамик хэмжигдэхүүнүүд. Чухал үзэгдлүүдфазын шилжилтийн үед. Фазын шилжилт ба метастабил төлөв. Фазын шилжилтийн кинетик ба квазикристалын өсөлтийн асуудал.

хураангуй, 02/07/2016 нэмэгдсэн


Дулааны тэлэлтийн коэффициент, томъёо. Термодинамикийн нэг ба хоёрдугаар дарааллын фазын шилжилт. Хайлах ба талсжих, уурших ба конденсацлах, сублимация ба десублимация. Температур ба цаг хугацааны хамаарал бүхий усны эзэлхүүний өөрчлөлтийн график.

лабораторийн ажил, 2013-09-22 нэмэгдсэн


танилцуулга, 2013/10/22 нэмэгдсэн


Биеийн биеийн байдал, түүний төрөл, шинж чанар. Нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үйл явц. Хайлах гэдэг нь бодисыг талст (хатуу) төлөвөөс шингэн рүү шилжүүлэх явдал юм. Усны хайлах, хайлах, буцлах температурын хувийн дулаан.

хураангуй, 01/08/2011 нэмсэн


Фазын шилжилт ба хатуу уусах чадварын тухай ойлголт. Фазын диаграммын төрлүүд. Системүүд, тэдгээрийн микроэлектроник дахь ач холбогдол. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг болох цахиур харагдах фазын диаграммууд. Хоёр фазын диаграмм ба хатууруулах процесс.

хураангуй, 2010 оны 06-р сарын 23-нд нэмэгдсэн


Бодисын тухай ойлголт ба түүний төлөв байдал (хатуу, шингэн, хий, плазм), температурын өөрчлөлтийн нөлөө. Дараах хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог хийн физик төлөв: температур, даралт, эзэлхүүн. Томъёо хийн хууль: Бойл-Мариотт, Гэй-Луссак.

танилцуулга, 04/09/2014 нэмэгдсэн


Термодинамикийн тухай ойлголт ба сэдэв. Эзлэхүүний найрлага ба дундажийг тодорхойлох молийн массхольц, түүнчлэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэсэгчилсэн эзлэхүүний тооцоо. Онцлог шинж чанартай фазын тэнцвэрболон фазын шилжилт. Химийн термодинамикийн үндсэн танилцуулга.

туршилт, 2015 оны 03-р сарын 29-нд нэмэгдсэн


Талсжилтын тухай ойлголт ба үндсэн үе шатууд нь талст үүсэх замаар бодисыг шингэн төлөвөөс хатуу талст төлөвт шилжүүлэх үйл явц юм. Байгаль дээрх энэ үйл явцын физик үндэслэл. Кристалуудын төрөл, тэдгээрийн өсөлтийн зарчим.

танилцуулга, 2015/04/18 нэмэгдсэн


Фазуудыг физик, химийн системийн нэгэн төрлийн өөр өөр хэсгүүд гэж нэрлэдэг. Нэг ба хоёрдугаар дарааллын үе шат шилжилт. Хамгийн тохиромжтой ба бодит хийнүүд. Чухал үзэгдлийн молекул-кинетик онол. Элементүүдийн хэт шингэн ба хэт дамжуулалтын шинж чанар.

Термодинамикийн үе шат– термодинамикийн шинж чанараараа нэгэн төрлийн, бусад фазуудаас интерфэйсээр тусгаарлагдсан, системийн зарим шинж чанар огцом өөрчлөгддөг термодинамик системийн хэсэг1.

Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд янз бүрийн үе шатуудыг өөр өөр хэлбэрээр илэрхийлж болно нэгтгэх төлөвүүдэсвэл бодисын янз бүрийн полиморф өөрчлөлтүүд. Олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд үе шатууд байж болно өөр өөр найрлагаболон бүтэц.

Хий нь үргэлж нэг фазаас бүрддэг, шингэн нь өөр өөр найрлагатай хэд хэдэн шингэн фазуудаас бүрдэх боловч ижил найрлагатай хоёр өөр шингэн нь тэнцвэрт байдалд зэрэгцэн оршиж чадахгүй. Хатуу төлөвт байгаа бодис нь хэд хэдэн үе шатаас бүрдэх ба тэдгээрийн зарим нь ижил найрлагатай байж болно, гэхдээ өөр бүтэц(полиморф өөрчлөлт, аллотропи).

Нэгдсэн байдал- тодорхой байдлаар тодорхойлогддог материйн төлөв байдал чанарын шинж чанарууд- эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвар эсвэл чадваргүй байдал, хол ба ойрын зайн дэг журам байгаа эсэх, бусад.

Нэгтгэлийн төлөвийн өөрчлөлт нь чөлөөт энерги, энтропи, нягтрал болон бусад үндсэн физик шинж чанаруудын огцом өөрчлөлт дагалддаг. Дараахь нэгтгэх төлөвүүдийг ялгадаг: хатуу, шингэн, хий, плазм.

Бодисын термодинамик фазын багц нь ихэвчлэн агрегат төлөвийн багцаас хамаагүй баялаг байдаг, өөрөөр хэлбэл бодисын ижил агрегат төлөв нь өөр өөр термодинамикийн үе шатанд байж болно (жишээлбэл, мөс нь таван өөр өөрчлөлттэй байдаг - фазууд). . Тийм ч учраас материйг нэгтгэх төлөв байдлын үүднээс тайлбарлах нь нэлээд бүдүүлэг бөгөөд зарим физикийн янз бүрийн нөхцөл байдлыг ялгаж чаддаггүй.

Ямар ч тохиолдолд фазын тусгаарлалт байгаа тохиолдолд бодисыг нэг фазаас нөгөөд шилжүүлэх үндсэн боломжийг илэрхийлдэг.

Фазын шилжилт(фазын хувиргалт) термодинамик дахь - гадаад нөхцөл өөрчлөгдөх үед бодисын нэг термодинамик фазаас нөгөөд шилжих.

Температур, даралт эсвэл бусад утга физик хэмжигдэхүүн, нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд фазын шилжилт явагдах үед шилжилтийн цэг гэнэ.

Фазын шилжилтийн жишээ нь бодисын нэгдлийн төлөвийн өөрчлөлт эсвэл бодисын найрлага, бүтэц, шинж чанарын өөрчлөлттэй холбоотой шилжилт (жишээлбэл, шилжилт) байж болно. талст бодиснэг өөрчлөлтөөс нөгөөд шилжих).

Термодинамик фазуудад хуваагдах нь бодисын нэгдсэн төлөвт хуваагдахаас бага төлөв байдлын ангилал тул фазын шилжилт бүр агрегат төлөвийн өөрчлөлтийг дагалддаггүй. Гэхдээ нэгтгэх төлөвийн аливаа өөрчлөлт нь фазын шилжилт юм.

Хоёр төрлийн фазын шилжилт байдаг.

Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилт (жишээлбэл, хайлах, талстжих гэх мэт) нь фазын шилжилтийн дулаан гэж нэрлэгддэг дулааныг шингээх эсвэл ялгаруулах үйл явц дагалддаг.

Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтийн үед хамгийн чухал, үндсэн өргөн параметрүүд огцом өөрчлөгддөг: тодорхой эзэлхүүн, хадгалсан дотоод энергийн хэмжээ, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци гэх мэт.

Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтийн хамгийн түгээмэл жишээ нь: хайлах ба талсжих, ууршилт ба конденсаци, сублимация ба десублимация.

Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилт нь тогтмол температур, энтропи ба эзэлхүүний өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Үүний тайлбарыг дараах байдлаар өгч болно.

Бодисын шинж чанарын огцом өөрчлөлтийг бид температур, даралтын өөрчлөлттэй үсрэлтийг хэлнэ. Бодит байдал дээр системд нөлөөлөхдөө бид эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийг биш харин түүний эзэлхүүн, нийт дотоод энергийг өөрчилдөг. Энэ өөрчлөлт нь үргэлж хязгаарлагдмал хурдаар явагддаг бөгөөд энэ нь нягтрал эсвэл тодорхой дотоод энергийн цоорхойг бүхэлд нь "хамрах" тулд бидэнд тодорхой хугацаа хэрэгтэй гэсэн үг юм. Энэ хугацаанд фазын шилжилт нь бодисын нийт эзлэхүүнд нэн даруй тохиолддоггүй, харин аажмаар явагддаг. Энэ тохиолдолд эхний ээлжийн фазын шилжилтийн үед тодорхой хэмжээний энерги ялгардаг (эсвэл түүнийг авдаг) гэж нэрлэдэг. фазын шилжилтийн далд дулаан.Фазын шилжилт зогсохгүйн тулд энэ дулааныг тасралтгүй зайлуулах (эсвэл нийлүүлэх) эсвэл систем дээр ажил гүйцэтгэх замаар нөхөх шаардлагатай.

Жишээлбэл, хайлах үед болор торыг устгахын тулд тодорхой хэмжээний дулааныг биед өгөх ёстой. Хайлах үед өгсөн дулаан нь биеийг халаахад хүргэдэггүй, харин атом хоорондын холбоог таслахад хүргэдэг тул хайлах нь тогтмол температурт явагддаг. Ийм шилжилтийн үед - илүү эмх цэгцтэй талст төлөвбага эмх цэгцтэй шингэн төлөвт шилжих - эмх замбараагүй байдлын зэрэг нэмэгдэж, термодинамикийн хоёр дахь хуулийн үүднээс авч үзвэл энэ үйл явц нь системийн энтропи нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Хэрэв шилжилт нь эсрэг чиглэлд (талсжилт) явагддаг бол систем нь дулааныг ялгаруулдаг.

Дулаан шингээх, ялгаруулах, эзлэхүүний өөрчлөлттэй холбоогүй фазын шилжилтийг хоёр дахь дарааллын фазын шилжилт гэж нэрлэдэг.

Эдгээр шилжилтүүд нь эзэлхүүн ба энтропи тогтмол байдлаар тодорхойлогддог. Үүний зэрэгцээ нягтрал, дотоод энерги нь өөрчлөгддөггүй нүцгэн нүдийм фазын шилжилт нь анзаарагдахгүй байж болно. Үсрэлтийг температур ба даралтын талаархи тэдгээрийн деривативууд мэдэрдэг: дулааны багтаамж, коэффициент дулааны тэлэлт, өөр өөр мэдрэмж гэх мэт.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн ерөнхий тайлбарыг Зөвлөлтийн эрдэмтэн Л.Д.Ландау (1908-1968) санал болгосон. Энэхүү тайлбарын дагуу хоёр дахь төрлийн фазын шилжилт нь тэгш хэмийн өөрчлөлттэй холбоотой байдаг: шилжилтийн цэгээс дээш систем нь дүрмээр бол шилжилтийн цэгээс доогуур тэгш хэмтэй байдаг.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн хамгийн түгээмэл жишээ нь: системийн эгзэгтэй цэгээр дамжин өнгөрөх, парамагнит-ферросоронзон эсвэл парамагнит-эсрэг соронзон шилжилт, метал ба хайлшийг хэт дамжуулагч төлөвт шилжүүлэх, шингэн гелий шилжилт хөдөлгөөн. хэт шингэний төлөв байдал, аморф материалын шилжилтийн төлөвт шилжих.

Орчин үеийн физик нь гурав дахь буюу түүнээс дээш түвшний фазын шилжилттэй системийг судалдаг. Сүүлийн үед квант фазын шилжилтийн тухай ойлголт өргөн тархсан, i.e. Сонгодог дулааны хэлбэлзлээр биш, харин үнэмлэхүй тэг температурт ч байдаг квантын өөрчлөлтөөр хянагддаг фазын шилжилт.

Фазын шилжилтийг хоёр төрөлд хуваах нь зарим талаараа дур зоргоороо байдаг, учир нь дарааллын параметрт жижиг үсрэлт бүхий эхний дарааллын фазын шилжилт, өндөр хөгжсөн хэлбэлзэлтэй жижиг шилжилтийн дулаан байдаг. Энэ нь шингэн талст фаз хоорондын шилжилтийн хувьд хамгийн түгээмэл зүйл юм.

Термодинамик дахь фазын шилжилт (фазын хувиргалт).- гадаад нөхцөл өөрчлөгдөх үед бодисын нэг термодинамик фазаас нөгөөд шилжих. Системийн эрчимтэй параметрүүд (температур, даралт гэх мэт) өөрчлөгдөх үед фазын диаграммын дагуух системийн хөдөлгөөний үүднээс авч үзвэл систем нь хоёр фазыг тусгаарлах шугамыг гатлахад фазын шилжилт үүсдэг. Төрөл бүрийн термодинамик фазуудыг төлөв байдлын янз бүрийн тэгшитгэлээр дүрсэлсэн байдаг тул фазын шилжилтийн үед огцом өөрчлөгдөх хэмжигдэхүүнийг олох боломжтой байдаг.

Термодинамик фазуудад хуваагдах нь бодисын нэгдсэн төлөвт хуваагдахаас бага төлөв байдлын ангилал тул фазын шилжилт бүр агрегат төлөвийн өөрчлөлтийг дагалддаггүй. Гэхдээ нэгтгэх төлөвийн аливаа өөрчлөлт нь фазын шилжилт юм.

Ихэнхдээ температур өөрчлөгдөх үед фазын шилжилтийг авч үздэг боловч тогтмол даралттай (ихэвчлэн 1 атмосфертэй тэнцүү). Ийм учраас фазын шилжилтийн "цэг" (шугам биш), хайлах цэг гэх мэт нэр томъёог ихэвчлэн ашигладаг. Мэдээжийн хэрэг, фазын шилжилт нь даралтын өөрчлөлт, тогтмол температур, даралтын үед ч тохиолдож болно бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрацийн өөрчлөлт (жишээлбэл, ханасан уусмал дахь давсны талстуудын харагдах байдал).

Фазын шилжилтийн ангилал

At эхний ээлжийн үе шат шилжилтхамгийн чухал, анхдагч өргөн хүрээтэй параметрүүд нь огцом өөрчлөгддөг: тодорхой эзэлхүүн, хадгалсан дотоод энергийн хэмжээ, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци гэх мэт. Бид онцлон тэмдэглэж байна: температур, даралт гэх мэт өөрчлөлтүүдтэй эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн огцом өөрчлөлтийг бид хэлж байна, гэхдээ огцом биш. цаг хугацааны өөрчлөлт (сүүлийн тухайд доорхи фазын шилжилтийн динамик хэсгийг үзнэ үү).

Хамгийн түгээмэл жишээнүүд Эхний ээлжийн фазын шилжилтүүд:

• хайлах, хатуурах
• буцалгах ба конденсац
• sublimation болон desublimation

At хоёр дахь дарааллын үе шат шилжилтНягт болон дотоод энерги нь өөрчлөгддөггүй тул ийм фазын шилжилт нь нүцгэн нүдэнд харагдахгүй байж болно. Үсрэлтийг тэдгээрийн деривативууд температур, даралтын хувьд мэдэрдэг: дулааны багтаамж, дулааны тэлэлтийн коэффициент, янз бүрийн мэдрэмж гэх мэт.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтүүдбодисын бүтцийн тэгш хэм өөрчлөгдөх үед үүсдэг (тэгш хэм нь бүрмөсөн алга болох эсвэл буурч болно). Симметрийн өөрчлөлтийн үр дагавар болох хоёр дахь эрэмбийн фазын шилжилтийн тодорхойлолтыг Ландаугийн онолоор өгсөн болно. Одоогийн байдлаар тэгш хэмийн өөрчлөлтийн тухай биш, харин дарааллын параметрийн шилжилтийн цэг дээр бага эрэмблэгдсэн үе шатанд тэгтэй тэнцүү байх ба тэгээс (шилжилтийн цэг дээр) тэгээс тэг биш утга руу шилжих тухай ярих нь заншилтай байдаг. илүү эмх цэгцтэй үе шатанд.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн хамгийн түгээмэл жишээ: системийн чухал цэгээр дамжин өнгөрөх

• парамагнит-ферромагнит эсвэл парамагнит-эсрэг соронзон шилжилт (захиалгын параметр - соронзлол)
• металл ба хайлшийг хэт дамжуулагчийн төлөвт шилжүүлэх (захиалгын параметр - хэт дамжуулагч конденсатын нягт)
• шингэн гелийг хэт шингэн төлөвт шилжүүлэх (pp - хэт шингэний бүрэлдэхүүн хэсгийн нягт)
• аморф материалыг шилэн төлөвт шилжүүлэх

Орчин үеийн физик нь ийм системийг судалдаг Гурав дахь фазын шилжилтэсвэл түүнээс дээш төрөл.

Сүүлийн үед квант фазын шилжилтийн тухай ойлголт өргөн тархсан, i.e. Сонгодог дулааны хэлбэлзлээр биш, харин Нернстийн теоремоос шалтгаалан сонгодог фазын шилжилтийг хэрэгжүүлэх боломжгүй үнэмлэхүй тэг температурт ч байдаг квантуудын нөлөөгөөр хянагддаг фазын шилжилт.

Фазын шилжилтийн динамик

Дээр дурдсанчлан, бодисын шинж чанарын огцом өөрчлөлтийг бид температур, даралт өөрчлөгдөх үед үсрэлтийг хэлнэ. Бодит байдал дээр системд нөлөөлөхдөө бид эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийг биш харин түүний эзэлхүүн, нийт дотоод энергийг өөрчилдөг. Энэ өөрчлөлт нь үргэлж хязгаарлагдмал хурдаар явагддаг бөгөөд энэ нь нягтрал эсвэл тодорхой дотоод энергийн цоорхойг бүхэлд нь "хамрах" тулд бидэнд тодорхой хугацаа хэрэгтэй гэсэн үг юм. Энэ хугацаанд фазын шилжилт нь тухайн бодисын нийт эзлэхүүнд нэн даруй тохиолддоггүй, харин аажмаар явагддаг. Энэ тохиолдолд эхний ээлжийн фазын шилжилтийн үед тодорхой хэмжээний энерги ялгардаг (эсвэл түүнийг авдаг) бөгөөд үүнийг фазын шилжилтийн дулаан гэж нэрлэдэг. Фазын шилжилт зогсохгүйн тулд энэ дулааныг тасралтгүй зайлуулах (эсвэл нийлүүлэх) эсвэл систем дээр ажил гүйцэтгэх замаар нөхөх шаардлагатай.

Үүний үр дүнд, энэ хугацаанд системийг дүрсэлсэн фазын диаграм дээрх цэг процесс дуусах хүртэл "хөлдөх" (өөрөөр хэлбэл даралт ба температур тогтмол хэвээр байна).

Уран зохиол

• Базаров I. P. Термодинамик. - М.: Дээд сургууль, 1991, 376 х.
• Базаров I. P. Термодинамик дахь буруу ойлголт ба алдаа. Эд. 2 дахь хувилбар - М.: Редакцийн URSS, 2003. 120 х.
• Квасников I. A. Термодинамик ба статистик физик. Т.1: Тэнцвэрийн системийн онол: Термодинамик. - 1-р боть. Эд. 2, илч. болон нэмэлт - М.: URSS, 2002. 240 х.
• Стэнли. D. Фазын шилжилт ба эгзэгтэй үзэгдлүүд. - М .: Мир, 1973.
• Паташинский А.З., Покровский В.Л. Фазын шилжилтийн хэлбэлзлийн онол. - М .: Наука, 1981.
• Gufan Yu M. Фазын шилжилтийн термодинамик онол. - Ростов n/d: Хэвлэлийн газар Ростовын их сургууль, 1982. - 172 х.

Фазын шилжилтүүд, термодинамик тэнцвэрт байдлыг тодорхойлдог төлөвийн параметрүүд өөрчлөгдөх үед бодисын нэг фазаас нөгөөд шилжих шилжилт. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд фазын шилжилт явагдах температурын утга эсвэл бусад физик хэмжигдэхүүнийг шилжилтийн цэг гэж нэрлэдэг. Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилтийн үед даралттай холбоотой G-ийн эхний деривативаар илэрхийлэгдэх шинж чанарууд R, t-re Тболон бусад үзүүлэлтүүд нь эдгээр үзүүлэлтүүдийн тасралтгүй өөрчлөлтөөр огцом өөрчлөгддөг. Энэ тохиолдолд шилжилтийн дулааныг ялгаруулж эсвэл шингээдэг. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд шилжилтийн температур Т 1цусны даралттай холбоотой Р 1 Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэл dp 1 /дТ 1 ==QIT 1 Д V,Хаана Q- шилжилтийн дулаан, Д В- эзлэхүүний үсрэлт. Эхний төрлийн фазын шилжилт нь өөр фазын цөм үүсэх, хязгаарлагдмал хурдаар фазын шилжилт үүсэхэд шаардлагатай гистерезисийн үзэгдлүүдээр тодорхойлогддог (жишээлбэл, аль нэг фазын хэт халалт эсвэл хэт хөргөлт). Тогтвортой цөм байхгүй үед хэт халсан (хэт хөргөлттэй) үе шат нь метаставтай тэнцвэрт байдалд байна. Шилжилтийн цэгийн хоёр тал дээр ижил фаз (хэвийн хувиралтай ч) байж болно (гэхдээ талст фазыг температур эсвэл сублимацаас хэт халах боломжгүй). F цэг дээр p. I төрлийн Гиббс энерги ГФункц нь тасралтгүй бөгөөд хоёр үе шат нь хүссэн хэмжээгээр зэрэгцэн орших боломжтой, өөрөөр хэлбэл, фазын салалт гэж нэрлэгддэг (жишээлбэл, тэдгээрийн аль алиных нь хамт орших эсвэл системийн өгөгдсөн нийт эзэлхүүний хувьд).

Нэгдүгээр эрэмбийн фазын шилжилт нь байгальд өргөн тархсан үзэгдэл юм. Үүнд хий болон шингэн үе шат, хайлах, хатуурах, мөн хийнээс хатуу фаз руу (desublimation), ихэнх полиморф хувиргалт, зарим бүтцийн шилжилтүүд. хатуу бодисжишээлбэл, -д мартенсит үүсэх. Цэвэр материалд хангалттай хүчтэй соронзон орон нь хэт дамжуулагчаас хэвийн төлөв рүү нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилтийг үүсгэдэг.

Хоёр дахь төрлийн фазын шилжилтийн үед хэмжигдэхүүн нь өөрөө Гба анхны деривативууд Г By Т, хболон бусад параметрүүд болон төлөвүүд тасралтгүй өөрчлөгдөж, параметрүүдийн тасралтгүй өөрчлөлттэй хоёр дахь деривативууд (тус тус бүр нь коэффициент ба дулааны тэлэлт) огцом өөрчлөгддөг эсвэл ганц бие байдаг. Дулаан ялгардаггүй, шингэдэггүй, гистерезисийн үзэгдэл, метастал төлөв байхгүй. Температурын өөрчлөлтөөр ажиглагдсан хоёр дахь төрлийн фазын шилжилтүүд нь жишээлбэл, парамагнит (эмх замбараагүй) төлөвөөс соронзон дараалсан төлөвт (Нелийн цэг дэх ферро- ба ферримагнит) шилжих шилжилтийг (тус тус бүр нь аяндаа соронзлолт) агуулдаг. бүхэл торонд эсвэл соронзон дэд сүлжээ тус бүрт); шилжилт - аяндаа харагдах байдал. хатуу биет дэх захиалгат төлөв байдлын харагдах байдал (хайлшийг эрэмбэлэх); smectic шингэн талстыг нематик үе шатанд шилжүүлэх, дулааны багтаамжийн хэвийн бус өсөлт, түүнчлэн янз бүрийн smectic үе шатуудын хоорондох шилжилт; л - 4 Тэр рүү шилжих, хэвийн бус өндөр, хэт шингэн харагдах байдал дагалддаг. Соронзон орон байхгүй үед хэт дамжуулагч төлөвт шилжих.

Фазын шилжилт нь даралтын өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. Бага даралттай олон бодисууд талсжиж сул савласан бүтэцтэй болдог. Жишээлбэл, бүтэц нь бие биенээсээ өргөн зайтай хэд хэдэн давхаргууд юм. Хангалттай үед өндөр даралтИйм сул бүтэц нь Гиббсын энергийн их утгатай тохирч байна бага утгуудтэнцвэрийн нягт фазуудад тохирно. Тиймээс өндөр даралтанд бал чулуу нь алмаз болж хувирдаг. Квант 4 He ба 3 He нь хэвийн даралттай ойролцоох хамгийн бага температур хүртэл шингэн хэвээр байна үнэмлэхүй тэг. Үүний шалтгаан нь сул харилцан үйлчлэлмөн тэдний "тэг хэлбэлзлийн" том далайц (нэг тогтсон байрлалаас нөгөөд квантын хонгил хийх магадлал өндөр). Гэсэн хэдий ч өсөлт нь шингэн гелийг хатууруулахад хүргэдэг; жишээ нь, 4 He 2.5 МПа-д гексаген, нягт савласан тор үүсгэдэг.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн ерөнхий тайлбарыг 1937 онд Л.Д.Ландау санал болгосон. Шилжилтийн цэгээс дээш систем нь дүрмээр бол шилжилтийн цэгээс доогуурхаас илүү тэгш хэмтэй байдаг тул хоёр дахь шатны шилжилтийг цэг гэж тайлбарладаг. тэгш хэмийн өөрчлөлт. Жишээлбэл, Кюри цэгээс дээш байрлах ферромагнетэд бөөмсийн эргэх соронзон моментуудын чиглэлүүд эмх замбараагүй тархсан байдаг тул нэг тэнхлэгийн эргэн тойронд бүх эргэлтийг ижил өнцгөөр нэгэн зэрэг эргүүлэх нь физик төлөвийг өөрчлөхгүй. системийн шинж чанарууд. Шилжилтийн цэгийн доор ээрэх нь давуу талтай байдаг бөгөөд дээрх утгаараа тэдгээрийн хамтарсан эргэлт нь системийн соронзон моментийн чиглэлийг өөрчилдөг. А ба В атомууд нь энгийн куб болор торны хэсгүүдэд байрладаг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлшийн хувьд эмх замбараагүй байдал нь торны хэсгүүдэд А ба В-ийн эмх замбараагүй тархалтаар тодорхойлогддог бөгөөд ингэснээр тор нь өөр өөр шилжинэ. нэг үе нь шинж чанарыг өөрчилдөггүй. Шилжилтийн цэгийн доор хайлшийн атомууд эмх цэгцтэй байрласан байдаг: ...ABAB... Ийм торыг үеээр шилжүүлэх нь бүх А-г В-ээр солиход хүргэдэг ба эсрэгээр. Ийнхүү А ба В атомын үүсгэсэн дэд тор нь тэгш бус болж хувирдаг тул торны тэгш хэм буурдаг.

Тэгш хэм гарч ирэх ба гэнэт алга болдог; Энэ тохиолдолд тэгш хэмийн зөрчлийг физикээр тодорхойлж болно. Хоёр дахь төрлийн фазын шилжилтийн үед тасралтгүй өөрчлөгддөг хэмжигдэхүүнийг . захиалгын параметр. Цэвэр шингэний хувьд энэ параметр нь нягтрал, уусмалын хувьд - найрлага, ферро- ба ферримагнетийн хувьд - аяндаа соронзлолт, ферроэлектрикийн хувьд - аяндаа. цахилгаан туйлшрал, хайлшийн хувьд - smectic шингэн талстуудын захиалгат фракц - нягтын долгионы далайц гэх мэт Дээрх бүх тохиолдолд хоёр дахь төрлийн фазын шилжилтийн цэгээс дээш температурт дарааллын параметр нь тэгтэй тэнцүү байна. , энэ цэгээс доош түүний хэвийн бус өсөлт эхэлдэг бөгөөд энэ нь максимумд хүргэдэг. T = O дээрх утга.

Хоёрдугаар зэрэглэлийн фазын шилжилтийн шинж чанар болох шилжилтийн дулаан, нягтын үсрэлт, концентраци байхгүй байх нь нэгдүгээр зэрэглэлийн фазын шилжилтийн муруй дээрх чухал цэг дээр ажиглагдаж байна. Ижил төстэй байдал нь маш гүн юм. Эгзэгтэй цэгийн ойролцоох бодисын төлөвийг захиалгын параметрийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэмжигдэхүүнээр мөн тодорхойлж болно. Жишээлбэл, шингэн-уурын тэнцвэрт байдлын хувьд ийм параметр нь бодисын нягтын эгзэгтэй утгаас хазайх явдал юм: хажуу талаас эгзэгтэй изохорын дагуу хөдөлж байх үед. өндөр температурхий нь нэгэн төрлийн бөгөөд нягтын эгзэгтэй утгаас хазайлт нь тэг бөгөөд эгзэгтэй температураас доогуур үед бодис нь хоёр үе шатанд хуваагддаг бөгөөд тус бүрдээ нягтын эгзэгтэй утгаас хазайх нь тэг биш юм.

Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилтийн цэгийн ойролцоо үе шатууд бие биенээсээ бага зэрэг ялгаатай байдаг тул эгзэгтэй цэгийн ойролцоо эрэмбийн параметрийн хэлбэлзэл боломжтой байдаг. Энэ нь хоёр дахь дарааллын фазын шилжилтийн цэгүүд дэх чухал үзэгдлүүдтэй холбоотой: ферромагнетийн соронзон мэдрэмтгий чанар, ферроэлектрикийн диэлектрик мэдрэмтгий байдлын хэвийн бус өсөлт (аналог нь шингэн-уурын шилжилтийн чухал цэгийн ойролцоох өсөлт юм); дулааны багтаамжийн огцом өсөлт; шингэн уурын систем дэх гэрлийн долгионы хэвийн бус тархалт (эгзэгтэй бүдэгрэл гэж нэрлэгддэг), хатуу биет дэх рентген туяа, ферромагнет дахь нейтрон. Динамик процессууд нь мөн мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь үүссэн хэлбэлзлийг маш удаан шингээж авдагтай холбоотой юм. Жишээлбэл, шингэн уурын эгзэгтэй цэгийн ойролцоо Рэйлийн гэрлийн тархалтын шугам нь ферромагнет ба антиферромагнет дахь Кюри ба Неэлийн цэгүүдийн ойролцоо нарийсч, спинний тархалт удааширдаг (диффузийн хуулийн дагуу үүсдэг илүүдэл соронзлолын тархалт). Хоёрдахь эрэмбийн фазын шилжилт ойртох тусам хэлбэлзлийн дундаж хэмжээ (корреляцийн радиус) нэмэгдэж, энэ үед хэвийн бус том болно. Энэ нь шилжилтийн цэг дэх бодисын аль ч хэсэг нь үлдсэн хэсгүүдэд гарсан өөрчлөлтийг "мэдрэх" гэсэн үг юм. Харин эсрэгээр, хоёр дахь төрлийн шилжилтийн цэгээс хол хэлбэлзэл нь статистикийн хувьд бие даасан бөгөөд системийн тодорхой хэсэгт тохиолдлын өөрчлөлт нь түүний бусад хэсгүүдийн шинж чанарт нөлөөлдөггүй.

термодинамикийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог төлөвийн параметрүүд үед бодисын нэг фазаас нөгөөд шилжих шилжилт. тэнцвэрт байдал. Температур, даралт буюу к.-л-ийн утга. бусад физик Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд физик процесс явагддаг утгууд гэж нэрлэдэг. шилжилтийн цэг. Эхний төрлийн физикийн хувьд даралтын хувьд Гиббсийн энергийн G-ийн анхны деривативуудаар илэрхийлэгддэг шинж чанарууд R,өөрөөр хэлбэл T болон бусад үзүүлэлтүүд нь эдгээр үзүүлэлтүүдийн тасралтгүй өөрчлөлтөөр огцом өөрчлөгддөг. Энэ тохиолдолд шилжилтийн дулааныг ялгаруулж эсвэл шингээдэг. Нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системд шилжилтийн температур 1 даралттай холбоотой p 1 Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэл dp 1 /дТ 1 ==QIT 1 Д V,Энд Q нь шилжилтийн дулаан, DV нь эзлэхүүний үсрэлт юм. Эхний төрлийн физик процессууд нь өөр фазын цөм үүсэх, хязгаарлагдмал хурдтай физик процесс үүсэхэд шаардлагатай гистерезисийн үзэгдлүүдээр тодорхойлогддог (жишээлбэл, аль нэг фазын хэт халалт эсвэл хэт хөргөлт). Тогтвортой цөм байхгүй тохиолдолд хэт халсан (хэт хөргөлттэй) фаз нь метаставтай тэнцвэрт байдалд байна (үзнэ үү. Шинэ үе шат үүсэх).Фазын диаграмм дахь шилжилтийн цэгийн хоёр талд ижил фаз (хэвийн хувиралтай ч) байж болно (гэхдээ талст фазыг хайлах эсвэл сублимацийн температураас хэт халах боломжгүй). F цэг дээр p. I төрлийн Гиббсийн энерги G төлөвийн параметрийн функц нь тасралтгүй байна (Урлагыг үзнэ үү. Төрийн диаграм), ба хоёр үе шат нь хүссэн хэмжээгээрээ, өөрөөр хэлбэл, гэж нэрлэгддэг урт хугацаанд зэрэгцэн оршиж болно. фазын тусгаарлалт (жишээлбэл, системийн өгөгдсөн нийт эзэлхүүний хувьд шингэн ба түүний уур эсвэл хатуу ба хайлмаг зэрэгцэн орших).

Эхний төрлийн физик эмчилгээ нь байгальд өргөн тархсан үзэгдэл юм. Үүнд: хийнээс шингэн фаз руу уурших, конденсацлах, хайлах, хатуурах, хийгээс хатуу фаз руу сублимация ба конденсаци (деблимация), ихэнх полиморф хувиргалт, хатуу биет дэх тодорхой бүтцийн шилжилт, жишээлбэл, төмрийн дотор мартенсит үүсэх зэрэг орно. нүүрстөрөгчийн хайлш. Цэвэр хэт дамжуулагч нь нэлээд хүчтэй соронзон оронтой байдаг. Талбай нь хэт дамжуулагч төлөвөөс хэвийн төлөв рүү эхний төрлийн фазын өөрчлөлтийг үүсгэдэг.

Хоёрдахь төрлийн фазын функцийн хувьд G өөрөө болон G-ийн эхний деривативууд Т, хболон бусад төлөвийн параметрүүд тасралтгүй өөрчлөгдөж, параметрүүдийн тасралтгүй өөрчлөлттэй хоёр дахь дериватив (харгалзах дулааны багтаамж, шахалтын коэффициент ба дулааны тэлэлт) нь огцом өөрчлөгддөг эсвэл ганц бие байдаг. Дулаан ялгардаггүй, шингэдэггүй, гистерезисийн үзэгдэл, метастал төлөв байхгүй. F.p руу. Температур өөрчлөгдөх үед ажиглагддаг II төрөлд жишээлбэл, парамагнит (эмх замбараагүй) төлөвөөс соронзон дараалсан (төмөр ба ферримагнит) руу шилжих шилжилт орно. Кюри цэг, Néel цэг дэх антиферромагнит) аяндаа соронзлолын харагдах байдал (бүхэл бүтэн торонд эсвэл соронзон дэд сүлжээ тус бүрд); аяндаа туйлшрах шинж тэмдэг бүхий диэлектрик-төмөр цахилгаан шилжилт; хатуу биет дэх захиалгат төлөв байдлын харагдах байдал (хайлшийг эрэмбэлэх); smectic шилжилт шингэн талстууднематикт үе шат, дулааны багтаамжийн хэвийн бус өсөлт, түүнчлэн өөр өөр хоорондын шилжилт дагалддаг. smectic үе шатууд; l-шилжилтийн 4 Тэр, anomalously харагдах хамт өндөр дулаан дамжуулалтба хэт шингэн байдал (харна уу гелий);соронзон байхгүй үед металыг хэт дамжуулагч төлөвт шилжүүлэх. талбайнууд.

F. p. даралтын өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. Олон бодисууд бага даралтаар талсжиж сул савласан бүтэцтэй болдог. Жишээлбэл, бал чулууны бүтэц нь бие биенээсээ өргөн зайд байрладаг нүүрстөрөгчийн атомуудын цуврал давхарга юм. Хангалттай өндөр даралттай үед ийм сул бүтэц нь Гиббсын энергийн их утгатай, бага утга нь тэнцвэртэй нягт фазуудтай тохирдог. Тиймээс өндөр даралтанд бал чулуу нь алмаз болж хувирдаг. Квантын шингэн 4 He ба 3 He нь хэвийн даралтад хамгийн бага хүртэл шингэн хэвээр байна зорилгодоо хүрсэнхэвлийн хөндийн ойролцоо. тэг. Үүний шалтгаан нь сул харилцан үйлчлэл юм. атомууд ба тэдгээрийн "тэг чичиргээ"-ийн том далайц (нэг тогтмол байрлалаас нөгөөд квантын туннел хийх магадлал өндөр). Гэсэн хэдий ч даралт ихсэх нь шингэн гелийг хатууруулахад хүргэдэг; жишээ нь, 4 He 2.5 МПа-д гексаген, нягт савласан тор үүсгэдэг.

Хоёр дахь төрлийн F. p.-ийн ерөнхий тайлбарыг 1937 онд Л.Д.Ландау санал болгосон. Шилжилтийн цэгээс дээш систем нь дүрмээр бол шилжилтийн цэгээс доогуур тэгш хэмтэй байдаг тул F. p. P төрлийг тэгш хэмийн өөрчлөлтийн цэг гэж тайлбарладаг. Жишээлбэл, Кюри цэгээс дээш байрлах ферромагнетэд эргэх соронзны чиглэлүүд. бөөмсийн моментууд эмх замбараагүй тархсан тул нэг тэнхлэгийн эргэн тойронд бүх эргэлтийг ижил өнцгөөр нэгэн зэрэг эргүүлэх нь физикийг өөрчлөхгүй. Систем дэх St. Шилжилтийн цэгээс доош нуруу нь давуу талтай. чиг баримжаа, тэдгээрийн хамтарсан эргэлт нь дээрх утгаараа соронзон орны чиглэлийг өөрчилдөг. системийн мөч. Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлшийн хувьд А ба В атомууд нь энгийн кубын зангилаанд байрладаг. талст тор, эмх замбараагүй байдал нь эмх замбараагүй байдлаар тодорхойлогддог. торны зангилаанууд дээр А ба В-ийн хуваарилалт, ингэснээр торыг нэг үеээр шилжүүлэх нь шинж чанарыг өөрчлөхгүй. Шилжилтийн цэгийн доор хайлшийн атомууд эмх цэгцтэй байрласан байдаг: ...ABAB... Ийм торыг үеээр шилжүүлэх нь бүх А атомыг В-ээр солиход хүргэдэг ба эсрэгээр. T. Arr., торны тэгш хэм буурдаг, учир нь А ба В атомуудын үүсгэсэн дэд сүлжээнүүд нь эквивалентгүй болдог.

Тэгш хэм гарч ирэх ба гэнэт алга болдог; Энэ тохиолдолд тэгш хэмийн зөрчлийг физикээр тодорхойлж болно. хэмжээтэй, хоёр дахь төрлийн Ph.-тэй ирмэгүүд нь тасралтгүй өөрчлөгдөж, дуудагддаг. захиалгын параметр. Цэвэр шингэний хувьд энэ параметр нь нягтрал, уусмалын хувьд - найрлага, ферро- ба ферримагнетийн хувьд - аяндаа соронзлолт, ферроэлектрикийн хувьд - аяндаа цахилгаан. туйлшрал, хайлшийн хувьд - smectic-ийн захиалгат атомын эзлэх хувь. шингэн талстууд - нягтын долгионы далайц гэх мэт Дээрх бүх тохиолдлуудад хоёр дахь төрлийн FP цэгээс дээш температурт дарааллын параметр нь тэг бөгөөд энэ цэгээс доош түүний хэвийн бус өсөлт эхэлдэг бөгөөд энэ нь максимумд хүргэдэг. T = O дээрх утга.

Шилжилтийн дулаан, нягтралын үсрэлт, концентраци байхгүй, II үе шатуудын шинж чанар нь эгзэгтэй нөхцөлд ажиглагддаг. Эхний төрлийн F. төрлийн муруй дээр цэг (харна уу Чухал үзэгдлүүд).Ижил төстэй байдал нь маш гүн юм. Байшингийн нөхцөл байдал хүнд дөхөж байна. цэгүүдийг захиалгын параметрийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэмжигдэхүүнээр мөн тодорхойлж болно. Жишээлбэл, шингэн-уурын тэнцвэрт байдлын хувьд ийм параметр нь бодисын нягтын эгзэгтэй утгаас хазайх явдал юм. үнэт зүйлс: чухал чиглэлд шилжих үед өндөр талаас изохор t-r хийнэгэн төрлийн ба нягтын эгзэгтэй байдлаас хазайлт. утга нь тэг, эгзэгтэй утгаас доогуур байна. t-ry бодис нь хоёр үе шатанд хуваагддаг бөгөөд тус бүрдээ нягтын эгзэгтэй байдлаас хазайлт нь тэгтэй тэнцүү биш байна.

Хоёрдахь төрлийн фазын цэгийн ойролцоо фазууд бие биенээсээ бага зэрэг ялгаатай тул эгзэгтэй цэгийн ойролцоо эрэмбийн параметрийн хэлбэлзэл байж болно. оноо. Үүнтэй холбоотой шүүмжлэл бий. Хоёр дахь төрлийн II фазын цэгүүд дэх үзэгдлүүд: соронзны хэвийн бус өсөлт. ферромагнет ба диэлектрикийн мэдрэмтгий байдал. ферроэлектрикийн мэдрэмтгий байдал (аналог нь шингэн-уурын шилжилтийн чухал цэгийн ойролцоо шахалтын өсөлт юм); дулааны багтаамжийн огцом өсөлт; шингэн уурын систем дэх гэрлийн долгионы хэвийн бус тархалт (эгзэгтэй бүдэг бадаг гэж нэрлэгддэг), хатуу биет дэх рентген туяа, ферромагнет дахь нейтрон. Динамик нь мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж байна. үйл явц, энэ нь үүссэн хэлбэлзлийг маш удаан шингээхтэй холбоотой юм. Жишээлбэл, шүүмжлэлтэй ойролцоо цэгүүд шингэн - уур, Рэйлэй гэрлийн сарнилын шугам нь Кюри ба Неэлийн цэгүүдийн ойролцоо нарийсдаг. ферромагнет ба антиферромагнетэд спинний тархалт удааширдаг (тархалтын хуулийн дагуу илүүдэл соронзлолын тархалт). II фазын цэгт ойртох тусам хэлбэлзлийн дундаж хэмжээ (корреляцийн радиус) нэмэгдэж, энэ үед хэвийн бус том болно. Энэ нь шилжилтийн цэг дэх биеийн аль ч хэсэг нь үлдсэн хэсгүүдэд гарсан өөрчлөлтийг "мэдэрдэг" гэсэн үг юм. Харин эсрэгээр, хоёр дахь төрлийн шилжилтийн цэгээс хол хэлбэлзэл нь статистикийн хувьд бие даасан бөгөөд системийн тодорхой хэсэгт тохиолдлын өөрчлөлт нь түүний бусад хэсгүүдийн шинж чанарт нөлөөлдөггүй.

Фазикийг хоёр төрөлд хуваах нь зарим талаараа дур зоргоороо байдаг, учир нь дарааллын параметрт жижиг үсрэлтүүд, өндөр хөгжсөн хэлбэлзэлтэй шилжилтийн жижиг дулаантай эхний төрлийн физик байдаг. Энэ шингэн талстуудын хоорондох шилжилтийн хувьд хамгийн түгээмэл. үе шатууд. Ихэнх тохиолдолд эдгээр нь F. P. төрлийн анхны төрөл юм. Тиймээс тэд ихэвчлэн шүүмжлэлтэй дагалддаг үзэгдэл. Шингэн талст дахь олон физик шинж чанарын мөн чанар нь харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог. хэд хэдэн diff-тай холбоотой захиалгын параметрүүд. тэгш хэмийн төрлүүд. Зарим байгууллагад. холбогч. гэж нэрлэгддэг буцаах шингэн болор анхдагч нематик, холестерины оршин тогтнох температураас доош хөргөх үед гарч ирдэг үе шатууд. мөн smectic. үе шатууд

Ганц цэгЭхний төрлийн шилжилтийн шугам нь хоёр дахь төрлийн шилжилтийн шугам болж хувирдаг фазын диаграмм дээр. гурвалсан цэг. Гурвалсан. 4 He - 3 He уусмал дахь хэт шингэн төлөвт шилжих фазын шилжилтийн шугамууд, аммонийн галидын чиглэлийн шилжилтийн шугамууд, нематик шилжилтийн шугамууд дээр цэгүүд олдсон. шингэн болор - smectic. шингэн болор болон бусад системүүд.

Лит.:Браут Р., Фазын шилжилт, транс. Англи хэлнээс, М., 1967; Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Статистикийн физик, 1-р хэсэг, 3-р хэвлэл, М., 1976; Пикин С.А., Шингэн талст дахь бүтцийн өөрчлөлтүүд, М., 1981; Паташинский А.З., Покровский В.Л., Фазын шилжилтийн хэлбэлзлийн онол, 2-р хэвлэл, М., 1982; Анисимов М.А., Шингэн ба шингэн талст дахь чухал үзэгдлүүд, М., 1987. М. А.Анисимов.

• - - соронзон фазын шилжилтийн тусгай анги бөгөөд гадаад орчин өөрчлөгдөхөд соронзны хялбар соронзлолын тэнхлэгүүдийн чиглэл өөрчлөгддөг. параметрүүд...

  Физик нэвтэрхий толь бичиг

• - хурдасгуурт - фаз, тойрог замын радиус ба цэнэглэх энергийн харилцан уялдаатай хэлбэлзлийн багц. тэнцвэрийн утгуудын ойролцоо бөөмс. Практикийн хувьд ...

  Физик нэвтэрхий толь бичиг

• - давтамжийн спектрийн фазын хамаарлыг зөрчсөний улмаас дохионы хэлбэр гажилт...

  Физик нэвтэрхий толь бичиг

• Химийн нэвтэрхий толь бичиг

• - квант системийн нэгээс үсрэлт шиг шилжилтүүд боломжит төлөвнөгөө рүү. Квантын шилжилт нь цацрагийн болон цацрагийн бус байж болно...

  Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

• Байгалийн шинжлэх ухаан. нэвтэрхий толь бичиг

• - - ус болон бусад саад бэрхшээлийг даван туулах, намаг, ус ихтэй, мөнх цэвдэг хөрсөнд шугам хоолой тавих үед тулгуур дээр баригдсан ...

  Геологийн нэвтэрхий толь бичиг

• - үүссэн ба эхний үе шатуудын тодорхой эзэлхүүний ялгаатай байдлаас шалтгаалан хатуу төлөвт металл ба хайлшийн фазын хувиргалт үүсэх үед үүсдэг стресс. Мөн үзнэ үү: - Стресс - дулааны...

  Металлургийн нэвтэрхий толь бичиг

• - Булчин, цахилгаан шинж чанаруудыг үзнэ үү.

  Брокхаус ба Ефроны нэвтэрхий толь бичиг

• - квантын онолд виртуал бөөмс үүсэх, устгахтай холбоотой физик микросистемийн нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилт, өөрөөр хэлбэл зөвхөн завсрын үед байдаг бөөмс.
• - квант системийн нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих огцом шилжилт...

  Том Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг

• - Квантын шилжилтийг үзнэ үү...

  Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг

• - температур, даралт болон бусад гадны хүчин зүйлс өөрчлөгдөх үед үүсэх бодисын нэг фазаас нөгөөд шилжих шилжилт ...

  Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

• - квант системийн нэг боломжит төлөвөөс нөгөөд шилжих огцом шилжилт...

  Том нэвтэрхий толь бичиг

• - Үйл ажиллагааны аль нэг үе шатыг илэрхийлдэг үйл үг...

  Толь бичиг хэл шинжлэлийн нэр томъёо

• - ШАТ, -с...

  Толь бичигОжегова

"ФАЗЫН ШИЛЖИЛТ" номонд

Шилжилтүүд

Шилжилтүүд Бэлтгэлгүй ярихдаа эхлээд санаанд орсон зүйлээ хэлж, дараа нь хоёр дахь санаа руугаа, дараа нь гурав дахь санаа руугаа, шаардлагатай бол бүр цаашилна. Яриагаа сайхан, тайван байлгахын тулд тусгай хэлээрэй

Шилжилтүүд