15.1. Фазові перетворення 1 – го та 2 – го роду. Рів. Клайперона – Клаузіуса. Фазова діаграма. Потрійна точка.

Зміна складу речовини яка супроводжуються різними змінами деяких власт. чи параметрів наз. фазовим перетворенням.

Розрізняють фазові переходи 1–го і 2–го роду. Фазові перетв. 1-го роду наз. зміну стану системи, яка супроводжується зміною внутрішньої Е. (плавлення, пароутворення, сублімація). Фазові перетв. 2–го роду наз. зміну стану речовини, яка супроводжується зміною Т величин зв’язаних з похідною від Е по Т (σ,χ). Фазові перетв.2–го роду відбув. тільки в тв. тілах за винятком рідкого Не, який при T=const переходить у надтекучий стан.

Ізотерми реального газу дозволяють отр. рівняння Клайп– Клауз.

Розгл. ізотерму Ендрюса побудовану для к-ті моль речовини і розгл. в якості початкової с–ми с-му, що відповідає т.А, тобто стану в якому вся речовина знах. в рідкому стані і над нею відсутня насичена пара. При повільному збільшені об’єму рухаючи поршнем при T = const тут буде відбув. перетв. рідини в газоподібний стан і поки вона переходитиме в цей стан, буде забирати від нагрівника теплоту Q_затр = υL, L- молекулярна теплота пароутв. В т.В від’єднаємо с–му від нарівника і проведемо незначне адіабатне розширення газу до точки С, при цьому р зменшиться на dP і стане P-dP в об’ємі V – dV, а температура T – dT і проведемо зменшення об’єму до стану D, з якого адіабатичним стисненням її можна перевести в точковий стан А.

Тут замкнутий процес ABCD представляє цикл Карно і визначити його ККД можна двояко з одного боку η = dT/T з іншого η = A_ц /Q_зат

Роботу за циклом знайдемо як фігуру обмежену лініями циклу

А_ц = (V₁–V₂)dp η = (V₁–V₂)dp/ Q_зат = (V₁–V₂)dp/L,

V₂ = υ₂ /υ, V₁ = υ₁ /υ молярний обєм відповідно V₂ – класична пара та V₁ – рідини при температурі Т. (V₁–V₂)dp/L = dT/T,

dP/dT = 1/T(V₁–V₂), рів. Клайп – Клауз визначає зміну тиску насиченої пари із зміною Т. Часто його записують в іншому вигляді dP/dT = Т*(V₁–V₂)/L виражає зміну Т фазового перетв. речовини із зміною тиску причому вони є універсальними і нами розгул. для різних фазових перетворень.

Кристалізація – процес переходу речовини з рідкого у тв. стан. Відбув при T=const і супроводжується виділенням певної к-ті тепла Q_кр = λw, λ - густина питомої кристалізації. λ = Q_кр / w, показує яка к-ть теплоти виділяється при кристалізації маси речовини.

Плавлення – це процес переходу речовини з тв. стану в рідкий. Плавлення кристалічної речовини відбув. при T=const Т_пл = Т_кр . Для протікання процесу плавлення до речовини потрібно підводити певну к-ть теплоти. Ця теплота витрачається на збільшення к-ті степенів вільності.dT/dP = T(V_тв –V_р), Т плавлення змін. із зміною зовнішніх парам. Ці зміни описуються рів. Клайперона – Клаузіуса. Якщо побудувати залежність Т плавлення від зовнішнього тиску то утв. характернана крива, яка / діаграму на обл. газоподібної, рідкої та тв. фази. Проаналізуємо перехід речовини з рідкого в газоподібний стан. Обидві криві на РТ діаграмі переміщуються в т.А, в якій одночасно можуть існувати 3 речовини ця т. наз. потрійною точкою.