5. Потрійна точка. Діаграма станів.
Якщо рідину
та пару, що знаходиться з нею в стані
рівноваги, охолоджувати, не змінюючи
об’єму,
то його тиск та температура будуть
знижуватися, доки не досягнуть температури
кристалізації при рівноважному значенні
об’єму. Ця температура Ткр
та тиск ркр
- єдині, при яких тверда, рідка та
газоподібна фази можуть знаходитися в
рівновазі. Графік залежності тиску від
температури для різних фазових переходів
називається діаграмою станів. Точка
діаграми, що відповідає Ттр
та ртр
,
називається потрійною точкою. Отже,
потрійна точка визначає умови за яких
можуть знаходитися в рівновазі одночасно
три фази речовини.
Вона є точкою перетину кривих, що
визначають умови рівноваги двох фаз:
рідина – пара, рідина – тверде тіло,
твердее тіло – пара. Розташування кривих
залежить від співвідношення об’ємів
фаз.
Зовнішній вигляд діаграми станів залежить від роду речовини . Для кожної окремої речовини діаграми будують емпіричним способом. З діаграмою , знаючи значення р та Т можна визначити агрегатний стан речовини і вказати на можливі перетворення при різних процесах.
У більшості звичайних речовин потрійна точка лежить нижче атмосферного тиску, через це перехід з твердого стану в газоподібний відбувається лише через рідкий стан. Перехід з твердого стану в газоподібний називають сублімацією. Вона відбувається при низьких температурах та незначних тисках.
Контрольні питання
Дайте визначення агрегатних станів речовини і укажіть основні фізичні відмінності між ними
Накресліть діаграму стану для води та охарактеризуйте її.
Чим спричинений поверхневий натяг? Як направлені сили поверхневого натягу?
Від чого і як залежить коефіцієнт поверхневого натягу? Що таке „ПАР”? Назвіть відомі вам поверхнево-активні речовини.
Вкажіть причини змочування та незмочування рідиною твердих тіл. Дайте визначення меніску та капіляру. Поясніть значення капілярних явищ в природі та техніці.
Які основні особливості фізичних властивостей кристалів на відміну від інших агрегатних станів?
Наведіть приклади аморфних і кристалічних тіл.
Що таке рідкі кристали? Де вони застосовуються практично?
Для яких систем застосовують рівняння теплового балансу?
Поясніть зміну агрегатних станів речовини в різних процесах на діаграмі станів.
Література
И.В. Савельев, Курс физики, т.І, "Наука", М., 1989, § 110-127.
І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик, Загальний курс фізики,т.І, „Техніка”, К, 2006, §18.1 -19.8, 21.1-21.4