ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
34
25.
ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ, ПЕРЕХОДЫ
И РАВНОВЕСИЯ
§ 1. Основные понятия
Под фазой в термодинамике понимают однородную (гомогенную)
молекулярную систему, свойства которой в общем случае монотонно ме-
няются от слоя к слою, а в состоянии термодинамического равновесия
одинаковы во всей системе. Фазы подразделяют на однокомпонентные и
многокомпонентные (смеси, сплавы и т. д.). Одна фаза отделяется от дру-
гой резко очерченной поверхностной границей, на которой физические
свойства претерпевают скачок. Различие фаз друг от друга определяется
различием молекулярного строения, обусловленным, в свою очередь, раз-
личием взаимодействий между частицами вещества. Любая из фаз вещест-
ва существует в строго определенном интервале параметров состояния. На
границе раздела фаз возникает возможность обмена массами между фаза-
ми, происходящего на молекулярном уровне. В неравновесных условиях
это ведет к увеличению одной фазы и сокращению другой. В этом случае
говорят о фазовом переходе. В состоянии термодинамического равновесия
потоки частиц между фазами уравновешены (динамическое равновесие),
вследствие чего массы контактирующих фаз остаются неизменными. Эту
ситуацию называют фазовым равновесием. Фазовые равновесия подчиня-
ются правилу фаз. В отсутствие химических реакций в фазах его можно
записать в виде
()
iк −+=Φ 2 . (25.1)
Здесь Φ – число равновесных фаз в системе, к – число компонентов в сис-
теме, а i – число степеней свободы равновесной системы. Под числом сте-
пеней свободы в данном случае понимается число параметров состояния
системы, которые могут варьироваться, будучи связанными друг с другом
каким-либо соотношением. Так, для однокомпонентной системы равнове-
сие двух фаз является одновариантным. Это означает, что при заданном
объеме системы изменение давления ведет к изменению температуры рав-
новесия и наоборот. Равновесие же трех фаз в такой системе является без-
вариантным. Оно возможно только при строго определенных значениях
р
и
Т
(тройная точка). В качестве иллюстрации к сказанному можно привес-
ти
рТ
-диаграмму некоторой однокомпонентной системы (рис. 25.1).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
