- •1.Термодинамические фазы. Правило фаз.
- •Термодинамические фазы и агрегатные состояния вещества
- •Фаз правило
- •2. Тепловая машина. Цикл Карно. Теоремы Карно. Метод циклов.
- •Описание цикла Карно
- •3.Кривые равновесия фаз. Тройная точка и критическая точка
- •Физическое значение
- •4. Распределение молекул по скоростям (Максвелла)
- •5. Распределение молекул в потенциальном поле. Барометрическая формула
- •6. Излучение абсолютно черного тела. Правило Прево. Закон Кирхгофа
- •7.Правило Вина. Цветовая температура Первый закон излучения Вина
- •Второй закон излучения Вина
- •8.Закон Стефана-Больцмана. Яркостная температура
- •9. Электрический ток в вакууме. Виды эмиссии Электрический Ток в Вакууме
- •Виды эмиссии
- •10. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд
3.Кривые равновесия фаз. Тройная точка и критическая точка
Кривая равновесия фаз всегда имеет более крутой наклон, чем изотерма, проведенная через точку конденсации. Если наклон этой кривой превышает и наклон изэнтропы, то в каждой точке кривой равновесия фаз dT и dS имеют одинаковый знак. Если кривая равновесия фаз проходит между изэнтропой и изотермой, то dT и dS имеют разные знаки и проиввод-ная dQjdT будет отрицательна.
Кривая равновесия фаз является, следовательно, границей устойчивости какой-либо фазы относительно ее прерывных изменений.
Кривая равновесия фаз связывает концентрации равновесных жидкой и паровой фаз; в колонне с теоретическими тарелками устанавливается равновесие между жидкостью и парами, покидающими данную тарелку.
Критическая точка — сочетание значений температуры и давления (или, что эквивалентно, молярного объёма ), при которых исчезает различие в свойствах жидкой и газообразной фаз вещества.
Критическая температура фазового перехода — значение температуры в критической точке. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
Физическое значение
В критической точке плотность жидкости и её насыщенного пара становятся равны, а поверхностное натяжение жидкости падает до нуля, потому исчезает граница раздела фаз жидкость-пар.
Для смеси веществ критическая температура не является постоянной величиной и может быть представлена пространственной кривой (зависящей от пропорции составляющих компонентов), крайними точками которой являются критические температуры чистых веществ — компонентов рассматриваемой смеси.
Критической точке на диаграмме состояния вещества соответствуют предельные точки на кривых равновесия фаз, в окрестностях точки фазовое равновесие нарушается, происходит потеря термодинамической устойчивости по плотности вещества. По одну сторону от критической точки вещество однородно (обычно при ), а по другую — разделяется на жидкость и пар.
В окрестностях точки наблюдаются критические явления: из-за роста характеристических размеров флуктуаций плотности резко усиливается рассеяние света при прохождении через вещество — при достижении размеров флуктуаций порядков сотен нанометров, т. е. длин волн света, вещество становится непрозрачным — наблюдается его критическая опалесценция. Рост флуктуаций приводит также к усилению поглощения звука и росту его дисперсии, изменению характера броуновского движения, аномалиям вязкости, теплопроводности, замедлению установления теплового равновесия и т. п.
Тройна́я то́чка — точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых переходов. Тройная точка — это одна из характеристик химического вещества. Обычно тройная точка определяется значением температуры и давления, при котором вещество может равновесно находиться в трёх (отсюда и название) агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. В этой точке сходятся линии плавления, кипения и сублимации.
В более общем случае могут рассматриваться и другие фазы вещества, не соответствующие различным агрегатным состояниям. На достаточно богатых фазовых диаграммах может быть несколько тройных точек. Вещество в тройной точке в состоянии термодинамического равновесия может частично находиться во всех трёх фазах. На многомерных фазовых диаграммах (то есть если кроме температуры и давления присутствуют иные интенсивные величины) могут существовать четверные и т. д. точки.
Типичные виды фазовых диаграмм. Зелёная линия из точек показывает аномальное поведение воды