Вопрос 37.Фазы и фазовые переходы. Фазы и фазовые переходы. Диаграмма состояний. Тройная точка. Критическая точка. Условия равновесия фаз. Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Метастабильные состояния.

Фаза – макроскопически-однородная часть вещества, имеющая четкие границы. Переход вещества из одной фазы в другую называется фазовым переходом. При таких переходах меняются механические, тепловые, электрические и магнитные свойства вещества.

Как уже указывалось, одно и то же вещество может находиться в одном из трех агрегатных состояний в зависимости от внешних условий температуры и давления.

Зависимость агрегатного состояния вещества от давления и температуры может быть наглядно представлена диаграммой состояния. Для ее построения, откладывая по оси ординат давление р, а по оси абсцисс температуру Т, отмечают точками такие сочетания давления p и температуры Т, при которых находятся в динамическом равновесии жидкость — газ, газ — твердое тело, жидкость — твердое тело. При температуре выше критической вещество не превращается в жидкость или твердое тело ни при каких давлениях.

Ттр – температура в тройной точке соответствует наличию сразу трех фаз

Ткр – критическая точка

//из тетради

На границе приведены кривые равновесия, соответствие наличию сразу нескольких фаз.

При Т > Tкр вещество оказывается в газообразном состоянии. Его нельзя перевести в жидкость обычным сжатием.

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.

Критическая точка — сочетание значений температуры   и давления   (или, что эквивалентно, молярного объёма  ), при которых исчезает различие в свойствах жидкой и газообразной фаз вещества.

Условия равновесия фаз:

1) постоянства Т и р

2) равенство удельных термодинамических потенциалов этих фаз

Уравнение Клайперона-Клаузиуса позволяет описывать кривые равновесия:

- удельная теплота фазового перехода

-температура при которой происходит переход

V1, V2 – удельные объемы низкотемпературной и высокотемпературной фаз

Метастабильное состояние в термодинамике, состояние неустойчивого равновесия физической макроскопической системы, в котором система может находиться длительное время. Примерами М. с. могут служить перегретая или переохлажденная жидкость и переохлажденный (пересыщенный) пар.

Вопрос 38. Закон Кулона. Электрический заряд и напряженность электрического поля.

Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных (статических) зарядов.

Электрический заряд определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий (физическая величина, подобно тому, как масса определяет интенсивность гравитационных взаимодействий).

1. Существует в двух видах: положительный и отрицательный.

Одноименные заряды отталкиваются; разноименные – притягиваются.

2. Электрический заряд инвариантен, т.е скалярная величина (его величина не зависит от системы отсчета, т.е. не зависит от того, движется он или покоится).З

3. Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда.

Заряд электрона: ; масса электрона: ; , где целое число.

4. Для замкнутой системы ∑qi=const

5. Электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда.

В изолированной системе, т.е. в системе, тела которой не обмениваются зарядами с внешними по отношению к ним телами, алгебраическая сумма зарядов сохраняется:

(причина сохранения электрического заряда до сих пор неизвестна).

Теория близкодействия гласит о том, что любое взаимодействие передается с конечной скоростью(не превышающей скорости света).

Границы применимости классической теории электромагнетизма:

V<<c

Закон Кулона – закон взаимодействия неподвижных электрических зарядов (основной (фундаментальный)) физический закон и может быть установлен только опытным путем. Ни из каких других законов он не вытекает. Крутильные весы (1875 г). Определение закона по формуле: силы, с которыми взаимодействуют два неподвижных точечных заряда, прямо пропорциональны произведению величин этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены вдоль прямой соединяющей эти заряды.

_{проволока}

q₁

_q2

_{стержень}

закон Кулона, где и точечные положительные электрические заряды; ; для вакуума; для диэлектрика; электрическая постоянная;

диэлектрическая проницаемость среды; .

Границы применимости закона: размеры взаимодействующих зарядов должны быть существенно меньшими расстояния между ними.