2.Фазовые переходы первого рода. Фазовые диаграммы. Тройная точка. Уравнение Клапейрона Клаузиуса.

Фазовые переходы первого рода — фазовые переходы, при которых скачком изменяются первые производные термодинамических потенциалов по интенсивным параметрамсистемы (температуре или давлению). Переходы первого рода реализуются как при переходе системы из одного агрегатного состояния в другое, так и в пределах одного агрегатного состояния (в отличие от фазовых переходов второго рода, которые происходят в пределах одного агрегатного состояния).

Фазовые диаграммы-диаграммы состояния, характеризуют состояние системы при разных температурах(и/или) давлениях. Показывают какие фазы могут существовать при данных условиях

Тройна́я то́чка — точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых переходов. Тройная точка — это одна из характеристик 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.

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса — термодинамическое уравнение, относящееся к квазистатическим (равновесным) процессам перехода вещества из одной фазы в другую (испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др.). Согласно уравнению, теплота фазового перехода (например, теплота испарения, теплота плавления) при квазистатическом процессе определяется выражением

где   — удельная теплота фазового перехода,   — изменение удельного объёма тела при фазовом переходе.

Билет n24

1.Поверхностное натяжение. Давление под изогнутой поверхностью жидкости

Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными. Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует и пропорциональна длине этого участка

                                             или  ,                                                                   (9.1)

где F – сила поверхностного натяжения, действующая на контур L, ограничивающий поверхность жидкости;  E – изменение свободной энергии поверхностной пленки жидкости, связанное с изменением площади  S поверхности этой пленки.

• Давление, создаваемое изогнутой поверхностью жидкости,

• При своем стремлении к сокращению поверхностная пленка создает добавочное давление. Давление, которое всегда существует внутри жидкости, увеличивается, когда ее поверхность выпуклая, и уменьшается под вогнутой поверхностью.

                                             ,                                                       

где R₁ и R₂ – радиусы кривизны двух перпендикулярных сечений поверхности жидкости.

• Формула Лапласа, выражающая давление p, создаваемое сферической поверхностью жидкости:

                                                        ,                                                                          

где R – радиус сферической поверхности.

• Высота подъема жидкости в капиллярной трубке

                                                     ,                                          где  – краевой угол ( = 0 при полном смачивании стенок трубки жидкостью;  =  при полном несмачивании); R – радиус канала трубки;  – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

• Высота подъема жидкости между двумя близкими и параллельными друг другу плоскостями

                                                     ,                                                          

где d – расстояние между плоскостями.