Фазові діаграми
Фазові діаграми. Потрійна точка - розділ Приладобудування, Приладобудування та інформатики.
Різні фази однієї і тієї ж речовини можуть перебувати в рівновазі, стикаючись один з одним. Така рівновага спостерігається лише в обмеженому інтервалі температур, причому кожному значенню температуриТвідповідає свій тискР, при якому можлива рівновага. Для наочного зображення фазових перетворень використовуються фазові діаграми станів, на яких координатах Р, Т задається залежність між температурою фазового переходу і тиском. Будуються такі діаграми з урахуванням експериментальних даних.
2) крива плавлення (КП ) визначає умови рівноваги між твердою та рідкою фазами (наприклад, між льодом та водою); 3) крива сублімації (КС ) визначає умови рівноваги між твердою та газоподібною фазами (наприклад, між льодом і водяною парою). Кожна речовина має лише одну потрійну точку. Потрійна точка води маєТТР=273,16 К (абоtТР=0,01°С) таРТР=611 Па, що відповідає 1/166 фізичної атмосфери. За такої температури і тиску вода, лід і водяна пара перебувають у рівновазі, тобто. можуть залишатися в такому стані як завгодно довго.
Рівняння Клапейрона-Клаузіуса виражає зв'язок нахилу кривої рівноваги двох фаз з теплотою фазового переходу q і зміною фазового об'ємуV2-V1:
. (6)
Ця тема належить розділу:
Приладобудування та інформатики
Міністерство освіти РФ.. московська державна академія.. приладобудування та інформатики.
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Всі теми цього розділу:
Основні положення молекулярно-кінетичної теорії Відповідно до молекулярно-кінетичних уявлень будь-яке тіло складається з атомів і молекул. Ці частинки перебувають у безладному, хаотичному русі, інтенсивність якого залежить від температур
Рівняння стану ідеального газу Найпростішим об'єктом, для якого може бути отримано рівняння стану, є ідеальний газ. Ідеальним називається газ, молекули якого мають дуже малий власний обсяг
Отже, рівняння стану моля ідеального газу має вигляд РV=RT. (4) Для довільної маси газу можна переписати рівняння (4) у вигляді РV=(m/M)RT або РV=nRT, (5) де n=m/M - число молей. Очевидно, що
Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу Нехай у посудині у вигляді куба зі стороною l знаходиться N молекул. Розглянемо рух однієї з молекул. Нехай молекула рухається з центру куба в одному з 6 можливих напрямків (рис.1), наприклад
Барометричні формули. Розподіл Больцмана При виведенні рівняння (14) передбачалося, що у молекули газу зовнішні сили діють, тому молекули рівномірно розподілені за обсягом. Однак молекули газу знаходяться в полі тяжіння Землі,
Закон Максвелла про розподіл молекул ідеального газу за швидкостями У газі, що перебуває в стані рівноваги, встановиться деякий стаціонарний (не змінюється згодом) розподіл молекул за швидкостями, який підпорядковується цілком певному стану
Розподіл Максвелла-Больцмана У 1866 р. Больцман (1844-1906 р.) вивів більш загальний розподіл, що включає розподіл Максвелла, який називається розподілом Максвелла-Больцмана
Середня кількість зіткнень та середня довжинавільного пробігу молекул Молекули газу, перебуваючи у стані хаотичного руху, безперервно стикаються одна з одною. Між двома послідовними зіткненнями молекули проходять деяку відстань.
Явлення перенесення Досі ми розглядали виключно рівноважні системи, що характеризуються при постійних зовнішніх умовах незмінністю параметрів (Р, V, T, ) у часі та відсутністю в системі потік
Дифузія Це перенесення маси з місць із більшою щільністю
Це перенесення теплоти (внутрішньої енергії) від більш нагрітих місць до менш нагрітим. Фур'є (1822 р.) встановив, що кількість теплоти
Воно виникає між шарами рідини або газу, що рухаються впорядковано з різними швидкостями u. Через хаотичний тепловий рух відбувається обмін молекулами між шарами, в результаті
Фізичні основи термодинаміки Термодинаміка, як і молекулярна фізика, займається вивченням фізичних процесів, які у макроскопічних системах, тобто. у тілах, що містять величезну кількість мікрочастинок, що взаємодіють
Термодинамічні системи. Рівноважні стани і рівноважні процеси Будемо називати термодинамічною системою будь-яке макроскопічне тіло, що знаходиться в рівноважному або близькому до рівноважного стану. Стан будь-якої термодинамічної системи може бути
Внутрішня енергія ідеального газу. Число ступенів свободи молекули. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями свободи Важливою характеристикою термодинамічної системи є її внутрішня енергія U – енергія хаотичного (теплового) руху мікрочастинок системи (молекул, атомів, електронів, ядер тощо).
Робота та теплота Розглянемо термодинамічнусистему, на яку механічна енергія не змінюється, а змінюється лише її внутрішня енергія. Внутрішня енергія закритої системи (тобто системи, яка не обмінює
Перший початок термодинаміки (ПНТ) Допустимо, що деяка термодинамічна система (наприклад, газ, укладений в циліндр під поршнем), володіючи внутрішньою енергією U1, отримала деяку кількість теплоти Q
Теплоємність Питома теплоємність речовини - величина, що дорівнює кількості теплоти, необхідної для нагрівання 1 кг речовини на 1 К:
Ізохоричний процес Для нього V=const. Діаграма цього процесу (ізохора) зображає
Ізобаричний процес Для нього P=const. Діаграма цього процесу (ізобара)
Ізотермічний процес Для нього Т-const. Наприклад, процеси кипіння, конденсації, плавлення та кристалізації хімічно чистих речовин відбуваються при постійній температурі, якщо зовнішній тиск постійно.
Адіабатичний процес Це процес, при якому відсутній теплообмін () між системою та навколишнім середовищем. До адіабатично
Кругові процеси (цикли) Процес, у якому система, пройшовши через низку станів, повертається у вихідний стан називається круговим процесом чи циклом. На діаграмі процесів цикл зображується замкненою криво
Ентропія 4.10.1. Ентропія в термодинаміці При вивченні ПНТ () зазначалося, що dU є підлогою
Другий початок термодинаміки (ВНТ) Виражаючи загальний закон збереження та перетворення енергії, перший початок термодинаміки (ПНТ) не дозволяє визначити напрямок протікання процесів. Дійсно, процес мимовільної передачі
Сили та потенційна енергія міжмолекулярних взаємодій У лекціях 1-2 вивчалися ідеальні гази, молекули яких маютьзневажливо малий власний обсяг і взаємодіють друг з одним з відривом. Властивості реальних газів при високих тисках та
Рівняння Ван-дер-Ваальса (ВдВ) У науковій літературі існують більше 150 рівнянь стану реального газу, що відрізняються один від одного. Серед них немає жодного справді вірного та універсального. Зупинимося на рівні
Ізотерми Ван-дер-Ваальса Для фіксованих значень Р і Т рівняння (2) є рівняння третього ступеня щодо обсягу газу V і, отже, воно може мати або три речові корені (V
Фази і фазові переходи Фазою називається сукупність частин системи однакових за всіма фізичними, хімічними властивостями та структурним складом. Наприклад, існує тверда, рідка та газоподібна фази (звані
Кристалічна решітка. Види зв'язків між частинками решітки Основною особливістю кристалів, що відрізняють їх від рідин і аморфних твердих тіл, є періодичність просторового розташування частинок (атомів, молекул або іонів), з яких складається кри
Елементи квантової статистики Дуалізм (двоїстість) хвиль і частинок належить до фундаментальних концепцій сучасної фізики. У кристалах є багато полів, які виявляють обидва ці аспекти - і хвильовий, і корпускуля
Ферміони та бозони. Розподіл Фермі-Дірака і Бозе-Ейнштейна Відповідно до сучасної квантової теорії всі елементарні і складні частинки, а також квазічастки поділяються на два класи - ферміони та бозони. До ферміонів відносяться електрони, прото
Поняття про виродження системи частинок Система часток називається виродженою, якщо її властивості за рахунок квантових ефектів відрізняються від властивостей класичних систем. Знайдемо критерії виродження частинок. Розподіли Фермі-Дірака та Бозе-Ей
Поняття про квантову теорію електропровідності металів Згідно квантової теорії електрон у металі не має точної траєкторії, його можна представити хвильовим пакетом з груповою швидкістю, що дорівнює швидкості електрона. Квантова теорія враховує рух
Елементи зонної теорії кристалів У минулому семестрі розглядалися енергетичні рівні електрона в атомі водню [див. конспект лекцій, ч. III, формула (11. 14)]. Там було показано, що значення енергії, які може і
Поділ кристалів на діелектрики, метали та напівпровідники Всі кристали поділяються на діелектрики, метали та напівпровідники. Розгляд
Власна провідність напівпровідників Електропровідність хімічно чистого напівпровідника (наприклад, чистого Ge або чистого Si
Домішні напівпровідники 9.6.1. Донорна домішка, напівпровідники n-типу Введення до напівпровідника домішок сильно впливає його електричні властивості. Розглянемо, наприклад, що станеться, якщо у ґратах ге
P-n-перехід У багатьох областях сучасної електроніки велику роль відіграє контакт двох напівпровідників з n- та p-типам
Будова атомних ядер Ядро - центральна частина атома, в якій зосереджена практично вся маса атома та його позитивний заряд. Розмір атома становить одиниці ангстрем (1А = 10-10м), а ядра
Дефект маси та енергія зв'язку ядра При утворенні ядра відбувається зменшення його маси: маса ядра М'я менше, ніж сума мас нуклонів, що його складають на Dm – дефект маси ядра: Dm=Zmp
Ядерні сили та його властивості У складі ядра крім нейтронів входять позитивно заряджені протони і вони б відштовхуватися друг від друга, тобто. ядро атома мало б зруйнуватися, але не відбувається. Виявляється, на малих
Радіоактивність Радіоактивність є мимовільна зміна складу ядра, що відбувається за час, суттєво більший за характерний ядерний час (10-22с). Умовилися вважати, що змін
Закон радіоактивного розпаду Радіоактивний розпад - явище статистичне, тому всі передбачення носять імовірнісний характер. Мимовільний розпад великої кількості ядер атомів підпорядковується закону радіоактивного розпаду
Ядерні реакції Ядерними реакціями називають процеси перетворення атомних ядер, викликані їхньою взаємодією один з одним або з елементарними частинками. Як правило, в ядерних реакціях беруть участь два ядра
Елементарні частинки і сучасна фізична картина світу При введенні поняття елементарних частинок спочатку передбачалося, що є первинні, далі неподільні частки, з яких складається вся матерія. Такими до початку 20 століття з
Взаємоперетворюваність частинок Характерною особливістю елементарних частинок є їх здатність до взаємних перетворень. Усього разом із античастинками відкрито понад 350 елементарних частинок, і кількість їх продовжує зростати. Більші
Античастинки У мікросвіті кожній частинці відповідає античастинка. Наприклад, перша античастка – позитрон (антиелектрон) була виявлена в 1935 р., його заряд дорівнює +е. У вакуумі позитрон такий же