ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
36
венно и к столь привычным для нас фазовым равновесиям и переходам
(плавление – кристаллизация, испарение – конденсация, сублимация) до-
бавилось много других. Однако все многообразие фазовых переходов
можно свести к двум, принципиально отличающимся друг от друга видам
– фазовым переходам первого и второго рода. Фазовые переходы первого
рода происходят с выделением или поглощением тепла, а, следовательно,
с изменением внутренней энергии системы. Эти переходы наиболее рас-
пространены и наиболее хорошо описаны в рамках классической физики.
Фазовые переходы второго рода происходят без выделения или поглоще-
ния тепла. В них происходят скачкообразные изменения материальных
констант (теплоемкости, вязкости, удельной проводимости, диэлектри-
ческой и магнитной проницаемостей и т. д.). К ним относятся переходы
ферромагнетик – парамагнетик, сегнетоэлектрик – диэлектрик, переходы в
сверхпроводящее и сверхтекучее состояния и т. д. Описание этих перехо-
дов оказалось возможным только в квантовой физике.
§ 2.
Уравнение Клапейрона – Клаузиуса
Данное уравнение имеет отношение к фазовым переходам первого
рода в однокомпонентной системе и описывает двухфазные равновесия в
ней. Рассмотрим его вывод на примере фазового равновесия жидкость –
насыщенный пар.
Пусть рабочим телом
будет система жид-
кость – насыщенный
пар. Осуществим над
ней цикл Карно
(рис. 25.2). Учтем,
что на изотерме в
этой двухфазной сис-
теме давление будет
неизменным. Пусть
удельная теплота фа-
зового перехода
λ
.
Переведем при тем-
пературе Т массу m из
жидкой фазы в паро-
вую (процесс 1 → 2).
Далее переведем систему адиабатически в бесконечно близкое состояние
(процесс 2 → 3). Теплота испарения в этом процессе берется от самой
жидкости, в результате чего температура понизится на dT . Это автомати-
чески приведет к понижению давления пара на dp. Далее завершим цикл
процессами 3 → 4 и 4 → 1.
Рис. 25.2. К выводу уравнения Клапейрона-Клаузиуса
p
V
mV
mV
1
2
3
4
T
T -
∆
T
dp
1
2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- …
- следующая ›
- последняя »
