16. Фазалық тепе-теңдік және ауысулар. Газ молекулаларының өзара әрекеттесу күштері. Ван-дер-Ваальс теңдеуі. Нақты газдың изотермасы. Нақты газдың энергиясы.
Фазалық тепе-теңдік — термодинамикалық тепе-теңдіктегі фазалардың бір мезгілде көп фазалық жүйеде болуы. Магниттелуосі бірдей, магниттелгіштігінің бағыты әр түрлі ферромагнетиктің екі фазасы (сыртқы магнит өрісі болмағанда), сыртқы магнит өрісіндегі металдың қалыпты және асқын өткізгіштік фазалары, т.б. тепе-теңдікте бола алады. Тепе-теңдік жағдайда бөлшек бір фазадан екінші фазаға ауысқанда жүйе энергиясы өзгермейді, яғни әрбір құраушының әр түрлі фазалардағы химиялық потенциалдары бірдей болады. Бұдан Гиббстің фазалар ережесі шығады. Мысалы, екі құраушы жүйенің үш фазасы әр түрлі температура кезінде тепе-теңдікте бола алады. Бірақ құраушылардың қысымы мен концентрациясы толықтай берілген температурамен анықталады. Қысым шексіз аз өзгеретін фазалық ауысу кезіндегі (қайнау, балқу, т.б.) температураның өзгерісі Клапейрон-Клаузиустеңдеуімен анықталады. Фазалық тепе-теңдік жағдайларында бір термодинамикалық айнымалы шамалардың екінші термодинамик. айнымалы шамаларға тәуелділігін кескіндейтін графиктер тепе-теңдік сызықтары, ал олардың жиынтығы күй диаграммалары деп аталады. Қатты денелерде термодинамик. тепе-теңдікке келтіретін диффузия процестерінің баяулығынан тепе-тең фазалармен қатар тепе-тең емес фазалар пайда болады. Бұл жағдайда фазалар ережесі орындалмауы мүмкін. Фазалар ережесі фазалар бір-бірінен өзгешеленетін сындар нүктеде орындалмайды. Бөлшектердің арасында алыстан әсер ететін күштер болмайтын көлемді үлгілерде тепе-тең фазалар арасындағы шекара мейлінше аз болады. Фазалардың бөліну шекарасының пішіні беттік энергияның ең аз болу шартымен анықталады.[1][2] Фазалық түрлену немесе фазалық ауысу деп заттардың бір фазадан екінші фазаға ауысуын айтады. Фазалық ауысу 2 класқа бөлінеді. Бірінші текті фазалық ауысуға булану, возгонка және балқу жатады.Бұл ауысу кезінде жылу бөлінеді немесе сіңірледі және фазалардың көлемі өзгереді. 2 ретті фазалық ауысу мұндай қасиеттерді көрсетпейді. Тепе-теңдік жағдайындағы гетерогендік жүйедегі температура (Т), қысым (р), химиялық потенциал (μ) және де басқа біріктірілген күштер жүйеде өзгермейді, ал энтропия (S), көлем (V), жылу сыйымдылығы (Ср,С V) фаза шекарасында секірмелі өзгереді.
Молекулар арасында өзара әрекеттесу күштерінің бар екенін, олар молекулалар арасында бір мезгілде тартылыс күштерінің де, тебілу күштерінің де бар екенін көрсетеді. Екі күш бір мезгілде әрекет етсе де, жақын қашықтықтарда тебілу күштері, алыс қашықтықтарда тартылу күштері голландия физигі Я.Д. Вен-дер-Вальс (1837-1923) зерттелген күштер деп атайды. Молекула – дипольдердің электрлік күштер дипольдің бағытына тәуелді, сондықтан бұл күштерді бағдарлық бағдарлық күштер деп атайды. Бағдарлық күштермен қатар дисперсиялық және индукциялық күштер де болады. Тебілу күштеріне қатысты жағдай мынадай: 1) олар молекулалар немесе атомдардың арақашықтығы азайғанда өте тез артады; 2) тебілу күштеріне тән жағдай - олардың жеке молекуланың түріне тәуелділігі, мұны ескеру және басқа молекулаларға тарату өте қиын. Есептеулер көрсеткендей, тебілу күштері молекулалар бір-біріне жақындағанда 1/r қатынасына пропорционал артады.
Газ өзінің көлемін де сақтамайды, себебі өте әлсіз өзара әрекеттесу күштері оларды бір- бірінің қасында ұстап тұра алмайды
