Фазові переходи першого роду

Крива випаровування 2 закінчується критичною точкою (К), в якій зникають відмінності рідкої і газоподібної фаз. Якщо фазовий перехід здійснюється в обхід критичної точки, як показано пунктирною лінією на рис. 3.1, то перетину кривої випаровування не відбувається і фазове перетворення проходить шляхом безперервних змін без освіти кордону розділу фаз.

Для однорідного за своїми фізико-хімічними властивостями речовини в рівновазі одночасно можуть перебувати не більше трьох фаз. Це означає, що для рівноважної системи можуть існувати тільки точки, в яких сходяться три фази речовини, наприклад, відповідні трьом його агрегатним станам. Точки, в яких могли б одночасно існувати більше трьох фаз, не реалізовуються.

Як правило, всі тверді речовини мають кілька фазових станів, обумовлених різними кристалічними модифікаціями, структурно відрізняються між собою. Ці фази можуть точно так само перебувати в стані рівноваги між собою, як і фази, пов’язані з різними агрегатними станами. На діаграмі стану умов рівноваги цих фаз відповідають криві рівноваги при фазових переходах. Існують потрійні точки, в яких можуть одночасно перебувати в рівновазі три фази, дві з яких є кристалічні модифікації, а одна або рідка, або газоподібна. У деяких речовин потрійні точки спостерігаються при рівновазі трьох різних кристалічних модифікацій.

Для різних кристалічних модифікацій характерно існування метастабільних станів, тобто таких станів, при яких одна фаза існує в області температур і тисків іншої фази. Такі ж метастабільні стани існують і для фазових переходів з одного агрегатного стану в інший поблизу потрійної точки.

Метастабільні стану системи рідина-газ спостерігаються в областях параметрів, близьких до кривої випаровування. З підвищенням температури щільність насиченого пара зростає і при деякій температурі щільність пара стає рівною щільності рідини. Температура, при якій це відбувається, називається температурою абсолютного кипіння. При цьому зникає відмінність між рідкої і газоподібної фазами, і крива випаровування закінчується критичною точкою К (див. Рис. 3.1). Такий стан, що характеризується певним набором значень температури, тиску та об’єму, отримало назву критичного стану.

При температурах вище критичної відбувається поступовий перехід однієї фази в іншу без освіти двофазної системи. У цьому випадку перехід з рідкого стану в газоподібний (або, навпаки, з газоподібного в рідкий) може бути здійснений по траєкторії, що огинає критичну точку без перетину кривої випаровування (пунктирна лінія на рис. 3.1). При цьому фазового переходу першого роду з характерним для нього стрибком перших похідних питомої термодинамічного потенціалу спостерігатися не буде. Перехід з рідкого в газоподібний стан відбуватиметься шляхом безперервних змін без освіти кордону розділу фаз. Таке середовище буде являти собою однорідну структуру, яка поступово перетворюється з рідини в газ або навпаки. Тобто властивості фази в цьому випадку міняються безперервним чином.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Фазові переходи першого роду