fázisátmenetek
Phase úgynevezett termodinamikai egyensúly halmazállapot fizikai jellemzői más lehetséges egyensúlyi állapotban ugyanazt az anyagot. Átmenet egy anyag az egyik fázisból a másikba - fázisátmenet - mindig jár a minőségi változások tulajdonságai a test. Egy példa a fázisátalakulások lehet változásokat az aggregált állapotban. De a „fázis átmenet” szélesebb, mert tartalmaz az átmenet az egyik anyagból a másikba módosítását, miközben a halmazállapotban (polimorfizmus). Példa, az átalakítás a gyémánt a grafit. Kétféle Fázisátalakulások.
Fázisátalakulási 1 fajtája - kíséri abszorpciós vagy hőfelszabadulással, a változás mennyisége és áramlik állandó hőmérsékleten. Példák: olvadási, kristályosodási, desztilláció, szublimáció (szublimáció), és mások.
Fázisátalakulások kétféle - járjon izolálása nélkül vagy abszorpciós hő, megőrzése térfogat értékek, de a hirtelen változás a fajhő. Példák: Átmeneti ferromágneses ásványi anyagok bizonyos nyomás és hőmérséklet a paramágneses állapotban (vas, nikkel); Néhány átmeneti fémek és ötvözetek hőmérsékleten közel 0 K 0 a szupravezető állapotba (ρ = 0 ohm ∙ m), és mások.
A kémiailag egységes anyag fogalmát fázis egybeesik, hogy az aggregátum állapotban. Tekintsünk egy rendszer fázisátalakulások segítségével az érthetőség kedvéért állapotdiagram (pic2). Ez a P és T-koordináták által adott közötti kapcsolat a fázis átmeneti hőmérséklet és a nyomás. Ezek a görbék a görbék a párolgás (OI), MP (OP), és szublimációs (OS) és a forma egy állapot diagramban.
O pont határozza meg a kereszteződés görbék állapot (T és P), amikor mind a három Államok aggregáció egy anyag termodinamikai egyensúlyban. Emiatt nevezik a hármas pont. Például, a hármas pont a víz az egyik a referenciapontok (0 0 C) Hőmérséklet Celsius. Amint következik egyenletből Clapeyron - Clausius függését T = f (f) az átmeneti szilárd - folyékony anyagok, amelyek az átmenet a folyékony fázis növeli a mennyiség (víz, germánium, vas), a 2a, és olyan anyagok, amelyeket az jellemez, redukciójával az összeg a rizs. 2b - más.
párolgási görbe végeredménye kritikus pont - K. Amint az nyilvánvaló a rajz, lehetőség van arra, hogy folyamatosan mozgatni a folyadékot a gázfázis bepárlás nélkül kereszteződés görbét, azaz a ez az átmenet nélkül a benne rejlő fázisátalakulás.
A kisebb nyomású P - hármas pont, az anyag létezhet csak két fázisban: szilárd és gőz. Sőt, alatti hőmérsékleten Ttr.tchk. Egy átmeneti szilárd állapotból gáz megkerülve a folyékony fázisban. Ezt a folyamatot nevezik szublimáció, vagy szublimáció. Fajhője szublimáció
Hő tulajdonságait szilárd anyagok.
Termikus mozgás kristályok miatt az erős kölcsönhatást a részecskék csak korlátozott körüli változásait a kristályrács oldalakon. A amplitúdója ezen rezgések általában nem fordul 10 -11 m, azaz a Ez csak 5-7% -a osztásperiódus mentén a megfelelő irányban. A természet e ingadozások nagyon nehéz, által meghatározott erők közötti kölcsönhatás az oszcilláló részecskék valamennyi szomszédjával.
A hőmérséklet-emelkedés azt jelenti a növekedés a kinetikus energia a részecskék, ami viszont azt jelenti, növekedését a rezgések amplitúdójának a részecskék, ami megmagyarázza a tágulási kristályos szilárd anyagot melegítés.
Minden részecske oszcillál három szabadsági fok a rezgőmozgás. Tekintettel arra, hogy mellett a kinetikus részecskék is rendelkeznek potenciális energia egy szabadságfokot kell tulajdonítani energia ε: = kT. Most, a belső energia lesz mol:
és a moláris hőkapacitás:
Ie moláris hő kémiailag egyszerű kristályos szilárd anyagok, azonosak, és a hőmérséklettől függetlenül - a törvény Dulong-Petit.
A kísérletek azt mutatták, hogy a törvény jól hajtják végre kezdve szobahőmérsékleten (3.ábra). Magyarázatok eltérések Dulong-Petit törvény alacsony hőmérsékleten kaptak Einstein és Debye fajhő kvantumelmélet. Bebizonyosodott, hogy az energia, amely szükséges egy szabadságfoka nem állandó, hanem függ a hőmérséklettől és a rezgési frekvenciája.
Két jellemzői vannak, melyek minősített kristályok: a) krisztallográfiai - a geometria a kristályrácsban, és b) a fizikai - a kölcsönhatás természetének részecskék található a kristályrácsban, és jellegük.
A legfontosabb geometriai tulajdonságainak kristályrétegeiben és az egység sejtek szimmetria bizonyos irányok és síkok. A számos lehetséges típusú szimmetria korlátozott. Orosz kristályosító ES Fedorov (1853 - 1919) kimutatta, hogy már csak 230 lehetséges kombinációja a szimmetria elemeket, amelyek párhuzamos eltolás, forgatás és a reflexió egy tömör, azaz hézagmentesen és hasadékok csomagolási egységet sejtek a térben. Brava azt mutatják, hogy már csak 14-féle rács, amelyek eltérő típusú hordozható szimmetria. Különböztesse primitív (közös) bázis-központú, és obemnotsentrirovannye fcc Bravais rács. Az alakja a sejt függően közötti szögek lapján a, β és γ és a hosszai közötti aránynak az élek a, b és c, ezek a 14 típusú rácsok ezek hét kristály rendszerek (syngonies): köbös, hexagonális, tetragonális, trigonális vagy romboéderes, rombos, monoklin és trigonális.
A kölcsönhatás természetének részecskék található a kristályrácsban, és jellegük kristályokat négy típusa: ionos, atomi, molekuláris és fém
Ionos - a kristályos rácspontok vannak elrendezve ionok ellentétes előjelű; kölcsönhatás miatt elektrosztatikus vonzóerők (ionos vagy heteropoláris kötés).
Nukleáris - a kristályos rácspontok vannak elrendezve semleges atomok tartott csomópontok homopoláris vagy a kovalens kötés.
Fém - a kristályos rácspontok vannak elrendezve a pozitív fémionok; szabad elektronok formájában úgynevezett elektron gáz, amely a kommunikáció ionokat.
Molekuláris - a kristályos rácspontok vannak elrendezve semleges molekulák, a kölcsönhatás erő közöttük miatt enyhe elmozdulását az elektron felhő egy atom (vagy polarizációs van der Waals-féle erő).
Mechanikai tulajdonságok A szilárd anyagok.
Minden igazi test külső erők változik alakja és mérete, azaz, deformálódott. Deformáló erőknek nevezzük terhelést. Ha a szervezet úgy eredeti méretét és alakját, a deformáció az úgynevezett rugalmas kirakodás után. Ha az azonos méretű és alakú a csak részben gyógyult, akkor ez a deformáció nevezzük műanyag.
Útján a terhelés különböztetjük alakváltozás: nyomó, húzó, torziós, hajlító és nyíró. A kvantitatív mérőszáma deformáló erő (feszültség) a mechanikai stressz: σ = F / S, [σ] = N / m2 = Pa. Deformáció jellemzi abszolút deformáció AL = L2 - L1 és a nagysága a relatív alakváltozás ε = AL / l1. Angol fizikus Robert Hooke (1635 - 1703) a kísérleti megfigyelésekkel, hogy a rugalmas deformáció σ = Eε. Itt, az arányosság koefficiens E (Young modulus) jellemzői a rugalmas anyag tulajdonságaira. A fizikai értelmében ez az érték - az érték a mechanikai feszültség, amely megduplázza a geometriai méretei a test