48. Фазовые переходы первого и второго рода. Кристаллизация и плавление. Сублимация. Фазовые диаграммы. Полиморфизм.

При высоком Р с понижением Т большинство веществ переходит в твердое состояние. Исключением из этого правила является ряд аномальных веществ, которые остаются жидкими при очень большом Р вплоть до Т=О К. К аномальным относятся вещества, плотность которых уменьшается при переходе из жидкого в твердое состояние.У этих веществ Т_пл при увеличении Р уменьшается. Например, вода при Т около 0 С и Р вблизи атмосферного является аномальным веществом, поскольку плотность льда меньше плотности воды. Переход из жидкого состояния в твердое происходит при определенных Т и Р- кристаллизацией. Обратный процесс-плавлением. Кристаллизация и плавление, также как кипение и конденсация, являются фазовыми переходами 1 рода. При достаточно малых Р переход в твердое состояние осуществляется сразу из газообразного состояния, минуя жидкую фазу, и, наоборот, при нагревании твердого тела при соответствующем Р оно не плавится, переходя в жидкое состояние, а сразу переходит в газообразное состояние, как говорят, возгоняется (сублимируется)-также 1-го рода. Соотношение м\у давлением и температурой при фазовом переходе рода дается уравнением Клапейрона-Клаузиуса:q - скрытая удельная теплота,V₂’ - удельный объем вещества в твердом состоянии, V₁’ - удельный объем вещества в жидком состоянии или в газообразном состоянии. Рассмотрим фазовую диаграмму состояний газ-жидкость-твердое тело для нормального вещества.

Точка А является тройной: в ней находятся в равновесии газ, жидкость и твердое тело. Р и Т точки А - Pтр и Tтр. 0A является кривой сублимации. АК является кривой перехода жидкость-газ. АВ является кривой перехода жидкость-твердое тело. Она продолжается безгранично вверх. Рассмотрим фазовую диаграмму состояний газ- жидкость-твердое тело для аномального вещества.

Твердые вещества могут находиться в различных кристаллических модификациях, отличающихся м\у собой структурой кристаллической решетки. Например, углерод может существовать в виде графита и в виде алмаза, имеется много модификаций льда, и т.д. Это явление называется полиморфизмом. Переход твердого тела из одной кристаллической модификации в другую называется полиморфным превращением. При этом происходит перестройка кристаллической решетки. особенностью фазовых

переходов 1 рода является скачкообразное изменение удельной внутренней энергии и связанных с ней величин. Фазовые переходы второго рода происходят сразу во всем объеме и обязательно связаны с изменением симметрии системы. Т, при которой происходит фазовый переход, называется точкой Кюри. Поскольку переход происходит сразу во всем объеме,нету пространственного разделения фаз.

49.Симметрия твердых тел. Кристаллические решетки. Примитивная решетка. Элементы симметрии решетки. Обозначения атомных плоскостей и направлений.

Симметрия тела выражает свойства его совмещаться с самим собой при определенных перемещениях Эти перемещения не должны сопровождаться растяжениями, сжатиями, сдвигами и другими деформациями, при которых изменяются расстояния м\у точками тела. К преобразованиям симметрии относятся: 1) параллельный перенос всех точек тела на определенное расстояние; 2) поворот тела вокруг некоторой оси на определенный угол; 3) отражение в плоскости; 4) отражение в точке; элементы симметрии: ось симметрии, плоскость симметрии, зеркально-поворотная ось, центр симметрии. Совокупность пространственного расположения атомов, молекул и ионов, из которых состоит кристалл называется кристаллической решеткой. Точки, в которых расположены сами атомы, называются узлами кристаллической решетки. Если элементарная ячейка содержит 8 атомов в вершинах основного параллелепипеда, но не содержит ни одного атома внутри объема или на гранях этого параллелепипеда, то она называется примитивной(решеткой Браве). Браве показал, что существует 14 типов примитивных решеток. Кристаллической плоскостью называется всякая плоскость, в которой находится бесконечное множество атомов решетки. Каждую кристаллическую плоскость можно представить уравнением: Таким образом, уравнение плоскости всегда можно записать в виде,гдеh,k,l-определяют направление кристаллической решетки: