Критические состояния в НДС при фазовых переходах второго рода

Критические состояния в НДС при фазовых переходах второго рода [c.7]

К фазовым переходам второго рода относятся, например, переход вещества в критическое состояние (см. разд. 10.8), переходы из парамагнитного состояния в ферромагнитное и др. Такие переходы не сопровождаются выделением или поглощением теплоты энтропия, мольный объем остаются непрерывными функциями своих [c.159]

Фазовые переходы второго рода в отличие от первого характеризуются следующими " аномалиями " поведения веществ вблизи критического состояния [c.23]

Такое поведение величины X характерно для фазового перехода второго рода, скажем, перехода из ферромагнитного в парамагнитное состояние. В этой аналогии X играет роль параметра упорядоченности (намагниченности), g— напряженности магнитного поля, / — температуры. Значение f=Up = = 1 отвечает точке Кюри. При / < нарушение симметрии. Именно в критической точке малые флуктуации возрастают до макроскопических значений. На рис. 15.20 показаны кривые Х(/) при различных g. [c.508]

Можно строго показать, что переход Фредерикса является фазовым переходом второго рода, т. е. что искажения непосредственно выше критического поля малы ). Имея это в виду, для трех случаев, изображенных па фиг. 3.13, критическое поле Яс можно вычислить с помощью простых рассуждений. Исходя из неискаженного состояния (п = По), рассмотрим небольшое отклонение [c.107]

Выше была дана характеристика процессов возникновения или исчезновения флуктуаций около равновесного состояния. Молекулярные механизмы флуктуаций около неравновесных, например, стационарных состояний, рассматриваемых в [13, 14], по-видимому, остаются теми же. Меняется сочетание различных реакций, их взаимосвязь. Флуктуации плотности, концентрации, температуры, анизотропные флуктуации могут быть результатом как единичных элементарных стадий рассмотренных неколлективных реакций, так и коррелированных простых событий, представляющих собой элементарные стадии коллективных реакций. Вдали от критических точек жидкость — пар, критических точек расслаивания, фазовых переходов второго рода, по-видимому, большую роль играют неколлективные механизмы возникновения флуктуаций. В окрестности критических точек и точек стеклования преобладают коллективные реакции. [c.32]

Рис. 1.1. Бифуркационная диаграмма для фазового перехода второго рода. Параметр порядка т представлен как функция внешней связи К. В критической точке Ас опорное состояние становится неустойчивым (штриховая линия), и в закритической области возникают две новые устойчивые ветви решения.

В отличие от массивных оксидов металлов, для которых характерны магнитные фазовые переходы второго рода, для нанокластеров некоторых оксидов металлов помимо магнитных фазовых переходов второго рода наблюдались магнитные фазовые переходы первого рода, когда наносистема скачком теряла спонтанную намагниченность при некоторой температуре Тсс или при уменьшении размера менее критического и переходила в парамагнитное состояние (а не суперпарамагнитное) [21]. [c.551]

В 2 мы указывали, что возможны случаи, когда плотность электронных состояний (во всяком случае, в грубом приближении) при некоторой энергии е == е терпит конечный скачок (см. также формулу (3.12)). Если благодаря всестороннему сжатию (или какой-либо другой деформации кристалла) граничная энергия Ферми совпадает с такой критической энергией, то это должно проявиться в скачке электронной теплоемкости и других вторых производных от термодинамического потенциала. В этом, правда весьма специальном, случае электронная аномалия очень напоминала бы фазовый переход второго рода. [c.130]

Проанализировав предельный случай шума чрезвычайно малой интенсивности а , перейдем теперь к исследованию стационарного поведения макроскопических систем при шуме произвольной интенсивности. В частности, нас будут интересовать явления перехода под действием внешнего шума. В этой связи возникают по крайней мере два вопроса что следует понимать под переходом в макроскопической системе, взаимодействующей со случайной средой, и каким образом можно детектировать такой переход Явление неравновесных фазовых переходов в системе с детерминированными внешними связями ныне хорошо известно и было рассмотрено в гл. 1. Поведение нелинейной системы как функции внешнего параметра лучше всего описывать с помощью соответствующей бифуркационной диаграммы. В определенном диапазоне значений внешних параметров стационарные состояния претерпевают только количественные изменения (или остаются инвариантными). Но при некоторых критических значениях внешних параметров происходят качественные изменения в виде неравновесного фазового перехода второго и первого рода (см. гл. 1). Если внешние связи флуктуируют, то [c.160]

Вопросы термодинамики равновесных фазовых переходов первого рода рассматриваются во многих оригинальных публикациях и в учебной литературе. Казалось бы, общность подхода к различным фазовым переходам, основанная на теории Гиббса, позволяет удовлетвориться достигнутым знанием. Между тем, легко заметить, что в описании фазового перехода кристалл-жидкость ) нет той законченности, которая характерна для фазового перехода жидкость-пар. Существование во втором случае критической точки равновесия двух флюидных фаз определяет характерные масштабы термодинамических величин (объема, температуры, давления, энтропии, энергии) и позволяет ввести понятие о сходственных состояниях и термодинамическом подобии различных веществ. [c.3]

Таким образом, приведенный нами анализ поведения НДС в процессах жидкофазного термолиза с позиций классической и фрактальной физики, физ-химии и синергетики показал неизбежность возникновения вьссокоэнергетиче-ских критических состояний, наиболее вероятная релаксация которых должна протекать по механизму реструктуризации нефтяной системы, то есть возникновения фазового перехода второго рода. Было выявлено, что при фазовых переходах второго рода реализуется аномальная чувствительность нефтяной системы к внешним воздействиям, и этот факт необходимо учитывать в процессах их переработки. Далее мы попытаемся описать методы изучения НДС в критических состояниях и перспективные способы воздействия на НДС в этих точках с целью управления их свойствами. [c.8]

В случае фазового перехода второго рода и распада в критической точке фазовое превращение всегда идет без образования зародышей, так как температура абсолютной потери устойчивости Го совпадает с равновесной температурой фазового превращения Тс (Т = Г(,). Это обстоятельство, на которое иногда не обращается должного внимания, составляет одну из интересных особенностей, отличающих механизм фазового перехода второго рода и распада в критической точке от механизма фазового перехода первого рода. Из равенства Гц = Г,., имеющего место для фазового перехода второго рода, следует, что выше Г<. (Г Г ) однородный твердый раствор обладает абсолютной устойчивостью и однородному состоянию отвечает абсолютный минимум свободной энергии. Ниже Тс (Т Г ), когда однородный твердый раствор теряет свою устойчивость относительно малых флюктуаций атолтых распределений, однородному состоянию системы отвечает седловая точка на гиперповерхности в функциональном пространстве атомных распределений, которую образует свободная энергия. [c.41]

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — свойство материалов не оказывать сопротивления электрнческому току при температурах ниже характерной для них критической температуры. Материалы, обладающие таким св-вом, наз. сверхпроводящими материалами. Если т-ра ниже критической, удельное электрическое сопротивление сверхпроводника теоретически равно нулю (экспериментально определен лишь верхний предел — пиже 10 ом-см). Магн. индукция массивного сверхпроводника при т-ре ниже критической равна нулю — магн. поле выталкивается из объема материала ири переходе его в сверхпроводящее состояние и остается лишь в тонком поверхностном слое (толщиной 10 —см). Различают сверхпроводники первого рода — чистые металлы и сверхпроводники второго рода — сплавы (однородные, однофазные). Чтобы материал пз сверхпроводящего состояния перешел в нормальное (не сверхпроводящее), его нагревают до т-ры выше критической или повышают (при т-ре ниже критической) напряженность внешнего магн. поля (либо поля протекающего тока) выше определенного критического значения. Критическая напрягкенность внешнего магн. поля растет с понижением т-ры ниже критической и достигает макс. значения при т-ре О К. Если значение напряженности внешнего магн. ноля становится выше критического, сопротивление материала скачкообразно восстанавливается (при. малом коэфф. размагничения), магн. поле проникает в материал. Критические т-ра и напряженность внешнего ноля сверхпроводника зависят от внешнего давления и упругого растяжения. Переход в сверхпроводящее состояние в отсутствие внешнего магн. поля — фазовый переход второго рода, во внешнем магн. поле — фазовый переход первого рода. Сверхпроводники первого рода переходят в сверхпроводящее состояние при определенном значении магп. поля, сверхпроводники второго рода — в широком интервале этих значений. С. обусловлена сверхтекучестью элект- [c.344]

С точки зрения молекулярной теории фазовые переходы второго рода и критические явления—это процессы, тесно связанные с флюктуациями. Согласно В. К. Семенченко, еще задолго до фазового перехода второго рода система переходит в микрогетероген-ное состояние. В ферромагнетике появляются области размагничивания, в диэлектрике—области спонтанной поляризации и т. д. По мере приближения к точке фазового перехода второго рода микрогетерогенность растет, и в точке фазового перехода этот процесс достигает максимального развития. Физическая сущность фазовых переходов второго рода сводится, таким образом, к микро-фазовым переходам первого рода, не прекращающимся и после прохождения точки перехода. Этим объясняется тот факт, что после прохождения точки фазового перехода второго рода при Т>Т ех,ех наблюдается наличие некоторых свойств низкотемпературной фазы (например, у ферромагнетиков) [2]. [c.454]

Магнитные фазовые переходы в магнитных материалах представляют собой увлекательную как для фундаментальных исследований, так и практических применений область. Эти переходы обычно характеризуются как фазовые переходы первого или второго рода в зависимости от того, меняются ли намагниченность или характер магнитного упорядочения скачком или их изменения носят плавный характер, соответственно, вблизи критических температур (точек Кюри для ферромагнетика или точек Нееля для анти- и ферримагнетиков). Изменение объема элементарной ячейки или тепловой эффект при фазовом переходе первого рода могут играть заметную роль, но могут быть и незначительны. Больщинство массивных магнетиков обладают фазовыми переходами второго рода, однако ряд веществ имеет фазовый переход первого рода, как при переходе из магнитоупорядоченного состояния в парамагнитное, так и при изменении типа магнитного упорядочения, например MnAs (ферромагнетик парамагнетик), МпО, иОг, Ей (антиферромагнетик - парамагнетик), а-Ре20з (антиферромагнетик слабый ферромагнетик) [4]. [c.550]

С повышением температуры наблюдаются магнитные фазовые переходы из упорядоченного магнитного состояния наноструктуры, которому соответствует магнитная СТС, в парамагнитное (суперпарамагнитное) состояние. При 77 К спектры состоят из двух систем магнитной СТС, соответствующих а-РезОз (магнитная индукция на ядре В, = 52 Тл, квадрупольное расщепление АЕд = -0,29 мм/с) и 7-Ре20з ( п = 47,2 Тл, АЕд = О мм/с), а также некоторого вклада размытой СТС в виде монолинии (около 10 %). С повышением температуры вплоть до Т = 120 К в спектрах появляется квадрупольный дублет с АЕд = 0,78 мм/с и изомерным сдвигом относительно металлического железа д = 0,42 мм/с, однако общий характер спектров не меняется. Начиная с Г = 120 К происходит трансформация спектров, которые теперь могут быть представлены всего одной системой магнитной СТС (Б,п = 51,3 Тл, АЕд = О мм/с). Природу этой трансформации мы обсудим в других пунктах, здесь же сосредоточимся на характеристиках магнитного фазового перехода первого рода. Мессбауэровские спектры в диапазоне Т = 120 -г 300 К характеризуются обратимыми превращениями магнитной СТС в парамагнитный дублет без заметного смещения или уширения линий, характерных для магнитных фазовых переходов второго рода или суперпарамагнетизма, что свидетельствует о наличии магнитных фазовых переходов второго рода, когда намагниченность материала исчезает скачком. Эти переходы происходят при перераспределении критических температур Тсо = 120 4- 300 К, пониженных по сравнению с Го для массивных образцов а- и 7-Рс20з (856 и 965 К соответственно). Отсутствие суперпарамагнетизма для таких больших кластеров становится очевидным из оценки с помощью формулы (16.4). Если принять константу магнитной анизотропии К к 10 Дж/м и Го = 10 -г 10 с, то время релаксации магнитного момента т будет на несколько порядков величины превышать время измерения (период ларморовой прецессии ядра Ре 10 с). Таким образом, суперпарамагнетизм для подобных наноструктур не оказывает воздействия на их магнитные свойства и не может привести к понижению Гсо. В наноструктуре а- и 7-РегОз намагниченность и магнитное упорядочение исчезают за счет магнитного фазового перехода первого рода, т.е. скачком от величины В-, и 50 Тл до В-, =0. Необходимо отметить. [c.567]

Известно много фазовых переходов первого рода, например переход жидкость — пар в чистом веществе, за исключением критической точки, когда теплоемкость Ср становится бесконечной (см. фиг. 53а). Что касается фазовых переходов второго рода, то известно лишь небольшое число примеров, причем имеются определенные отклонения от схемы Эренфесга. Рассмотрим, например, случай перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние этот переход описывается кривой равновесия в плоскости переменных II — Т (Я — магнитное поле). Скрытая теплота перехода равна нулю только в точке Я = О кривой равновесия, когда теплоемкость Сц (= Су) испытывает скачок. Как показал Онсагер [4], для двумерного изинговского ферромагнетика при Я = О теплоемкость Сн (=Су) логарифмически расходится в точке перехода и непрерывна везде вне ее. Тисса [5, 6] указал, что разложение в ряд Тейлора невозможно, поскольку коэффициенты при производных от л второго и более высоких порядков для одной или обеих фаз могут обращаться в бесконечность. Таким образом, первоначальная классификация Эрепфеста является в значительной мере неполной. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология