7.Фазы и компоненты. Условие равновесия фаз. Фазовые переходы первого и второго уровня

Очевидно, что для равновесия фаз, должны быть равными их темп-ры: T1 = T2. Кроме того, требует равенства их давлений: P1 = P2. Однако этого недостаточно для равновесия фаз. Равновесие 2 фаз достигается при равенстве их химических потенциалов. В веществе, состоящем из k компонент, одновременно могут сущ-ть не более чем k + 2 равновесные фазы. Переход между жидким и газообразным состояниями был назван фазовым переходом первого рода. Переход жидкость - твердое тело также является фазовым переходом 1 рода. При рассмотрении гелия нам встретился другой тип фазового перехода - λ-переход(фазовый переход второго рода).Особенностью переходов 1 рода является скачкообразное измен-е удельной внутренней энергии и связанных с ней величин в точке перехода и наличие скрытой теплоты перехода.

Темп-ра, при которой осуществляется фазовый переход, называется точкой Кюри.

Фазовый переход второго рода не сопровождается выделением или поглощением теплоты фазового превращения. Объем при переходе не меняется, но теплоемкость в связи с измен-ем симметрии сис-мы меняется. Это означает, что производная dСv/dТ меняется скачком, как и температурный коэф-т объемного расширения, хотя сам объем постоянен.

8.Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Фазовые диаграммы. Тройная точка

Клапейрона-Клаузиуса термодинамическое уравнение относится к процессам перехода вещества из одной фазы в другую. Согласно К.-К. ур., теплота фазового перехода при равновесно протекающем процессе определяется выражением , (1) где Т-темп-ра перехода (процесс изотермический), dp/dT-значение производной от давления по температуре при данной температуре перехода, (V2-V1)-измен-е объёма вещества при переходе его из первой фазы во вторую.

К.- К. ур. применимо к любым фазовым переходам, сопровождающимся поглощением или выделением теплоты и является прямым следствием условий фазового равновесия.

Фазовая диаграмма, графическое изображение соотношений между параметрами состояния темп-ры и её составом. В простейшем случае, когда сис-ма состоит только из одного компонента, ф.д. представляет собой трёхмерную пространственную фигуру, построенную в трёх прямоугольных координатных осях, по которым откладывают температуру (Т), давление (p) и мольный объём (v). Пользование объёмной ф.д. неудобно вследствие её громоздкости; поэтому на практике применяют ее проекцию на одну из координатных плоскостей, обычно на плоскость p-Т.

Тройная точка в термодинамике, точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесному сосуществованию трёх фаз вещества.

9. Понятие о физической кинетике. Время релаксации. Эффективное сечение рассеяния. Средняя длина свободного пробега

Физическая кинетика - микроскопическая теория процессов в неравновесных средах.

Bзучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в разл-х физических сис-мах (газах…) и влияние на них внешних полей.

Процесс самопроизвольного перехода сис-мы в равновесное состояние называется релаксацией, а время этого процесса - временем релаксации.

Молекулы газа, находясь в состоянии хаотического движ-я, непрерывно сталкиваются друг с другом. Между двумя последовательными столкновениями молекулы проходят некоторый путь l, который называется длиной свободного пробега.

Так как мы имеем дело с огромным числом молекул и они находятся в беспорядочном движ-и, то можно говорить о средней длине свободного пробега молекул

Эффективное сечение- величина, характеризующая вероятность перехода сис-мы 2х сталкивающихся частиц в результате их рассеяния в определённое конечное состояние. Э.с.(см²) = отношению числа dN таких переходов в единицу времени к плотности nv потока рассеиваемых частиц, падающих на мишень. Иногда используется дифференциальное эффективное поперечное сечение (dσ/dΩ)(определённый телесный угол dΩ).Интегрирование даёт полное поперечное сечение, для рассеяния на любые углы:

Общий механизм явлений переносов. Диффузия и теплопроводность в газах, жидкостях и твердых телах. Интегральные уравнения диффузии, теплопроводности и вязкости

В газе, находящемся в неравновесном состоянии, возникают необратимые процессы, называемые явлениями переноса.

Диффузия, теплопроводность, вязкость являются необратимыми процессами, возникающими самопроизвольно вследствие теплового движ-я при отклонении вещества (газа) от равновесного состояния.

Диффузия - взаимопроникновение вещества в разл-х смесях, сопровождающееся направленным переносом массы вещества из мест с высокой плотностью в места с меньшей плотностью. Перенос массы вещества подчиняется закону Фика: где D – коэф-т диффузии. Масса М вещества, перенесенная в результате стационарной диффузии через площадь S за время t: . Согласно кинетической теории газов,

Хорошо протекает в газах, немного медленнее в жидкостях, но хуже в тв. телах хотя если поверхности будут хорошо очищены, то замечается диффузия.

Теплопроводность. Если в одной области газа ср. кин. энергия молекул больше, чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул темп-ра выравнивается. Процесс передачи энергии в форме тепла подчиняется закону Фурье. ,где  - коэф-т теплопроводности. Количество тепла, переносимое в стационарном процессе теплопроводности через площадь S за время t .

Для идеального газа где c_v – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме,  - плотность газа. Выразим от сюда коэ-т вязкости .