Понятия тело и фаза в термодинамике

Понятия тело и фаза в термодинамике [c.18]

Физически однородное тело или совокупность нескольких тождественных по составу тел, находящихся в тождественных равновесных состояниях, в термодинамике кратко обозначается словом фаза. При этом предполагается, что каждое из тел однородно в отношении всех параметров своего состояния (плотность, упругость, температура и т. д.). Мы, следовательно, называем тело фазой, если уверены, что, разделив тело любым способом на произвольное число частей (не чрезмерно малых), обнаружим тождественность состояния всех частей. Возьмем воду, в которой плавает кусок льда. В данном случае мы имеем две фазы. Если в ней плавает несколько кусков льда, понятие твердая фаза следует относить ко всем кускам в совокупности. Одно и то же вещество, например вода, может иметь несколько твердых фаз, отличающихся друг от друга кристаллической структурой. Известно семь модификаций льда. Охлаждая лед и увеличивая при этом давление до нескольких десятков тысяч атмосфер, можно последовательно получить каждую из этих модификаций. [c.19]

Напомним, что фазой называют совокупность однородных частей гетерогенной системы, обладающих одинаковыми термодинамическими свойствами, например, одинаковой теплоемкостью. Вещества в твердой фазе, естественно, находятся в твердом агрегатном состоянии. Но не всякое твердое вещество может быть отнесено к твердой фазе. Например, янтарь, стекло с термодинамической точки зрения представляют собой переохлажденную жидкую фазу. Вот почему вне термодинамики лучше пользоваться более широким понятием твердое вещество , чем специальным термодинамическим термином фаза . Как мы уже отмечали, совершенно недопустимо отождествлять твердую фазу с твердым соединением. Ведь твердая фаза может иметь переменный состав и включать в себя сколько угодно твердых тел разной массы. Твердое же соединение представляет собой совокупность твердых тел одинакового состава, строения и молекулярной массы (см. гл. П). [c.144]

Поверхность натяжения. Как известно, переходная зона между объемными фазами обладает определенной эффективной толщиной и, следовательно, является реальным трехмерным физическим телом. Его искривление может быть охарактеризовано заданием распределения пространственных свойств, но наиболее простой и естественной характеристикой является кривизна (или радиус кривизны). Последняя как геометрическое понятие должна относиться к какой-либо разделяющей поверхности, т. е. геометрической поверхности, воспроизводящей форму переходной зоны. Таким образом, использование в качестве одной из переменных кривизны неизбежно приводит к введению понятия разделяющей поверхности в теории искривленных поверхностей. Это понятие сохранилось даже в том варианте термодинамики искривленных поверхностей, который основывается на представлении о поверхностном слое конечной толщины [1]. [c.173]

В последующем сначала рассматривается летучесть химически чистых фаз (идеального и реального газов, жидкостей и твердых тел), а затем летучесть однородных смесей. Основная цель введения в термодинамику понятия летучесть — придать мольной свободной энтальпии химически чистых фаз и смесей вид, совпадающий с видом мольной свободной энтальпии идеального газа и смеси идеальных газов. [c.480]

Выясним смысл некоторых понятий и терминов, применяемых в термодинамике. Тело или совокупность взаимодействующих тел материального мира, обособленных физическими или воображаемыми границами раздела от окружающей среды, называется термодинамической системой или просто системой. Различают системы гомогенные и гетерогенные. Гомогенная система состоит из одной фазы, каждый ее параметр во всех частях системы имеет одно и то же значение или непрерыв но изменяется от одной части системы к другой (смесь газов, раствор) Фаза — совокупность однородных частей системы, имеющая одинако вый состав во всем объеме, одинаковые физические и химические свой ства и отделенная от других частей системы поверхностью раздела Например, совокупность льдинок на поверхности воды или совокуп ность кристаллов какого-либо вещества на дне сосуда с насыщенным раствором считается одной фазой. [c.48]

Гиббс, исходя из начал термодинамики, вывел основные законы равновесия в неоднородных системах, образованных двумя или несколькими веществами. В его работе были впервые введены новые понятия, имеющие большое значение для изучения химических равновесий фазы, как физически и химически однородные тела, из которых слагается неоднородная равновесная система компоненты — независимые химически индивидуальные составные части системы, сочетанием которых образуются различные фазы данной системы. Характер равновесия между несколькими фазами данной системы может быть определен совершенно точно по соотношению между числом фаз и числом компонентов в системе по известному правилу фаз. [c.80]

Понятие о химической термодинамике. К изучению химических процессов следует подходить через ряд последовательных приближений. На первом этапе целесообразно рассмотреть лишь начальное и конечное состояния взаимодействующих тел, не учитывая путь, по которому протекает процесс, и развитие процесса во времени. В этом и заключается термодинамический подход. Химическая термодинамика использует законы общей термодинамики для исследования химических и физико-химических процессов. Она включает термохимию, учение о химическом равеновесии, и<идких и твердых растворах, фазовых переходах и процессах на границе раздела фаз. [c.202]

Химическая термодинамика рассматривает энергетику химических реакций, химическое сродство, фазовые и химические равновесия, зависимости термодинамических свойств веществ от их состава и агрегатного состояния. Основной особенностью термодинамического подхода является то, что он учитывает лищь начальное и конечное состояние веществ и совсем не учитывает возможные пути перехода, а также скорости протекания процессов. В термодинамике щироко используется понятие термодинамическая система. Она представляет изолированную часть пространства, содержащую тело или совокупность тел с больщим числом частиц, для которой возможен массо- и теплообмен. Химическая система, в которой могут протекать химические реакции,— частный случай термодинамической системы. Система называется изолированной, если для нее отсутствует массо- и теплообмен с окружающей средой. Однофазная система называется гомогенной, многофазная система — гетерогенной. Реакции, протекающие во всем объеме гомогенной системы, называются гомогенными реакциями, протекающими на границе раздела фаз,— гетерогенными. [c.148]

Понятие агрегатное состояние ) не включает полную характеристику состояния вещества, поэтому мы будем пользоваться понятием фаза. С точки зрения термодинамики фаза — совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых во всех точках по химическому составу и по всем химическим и физическим свойствахМ и ограниченных от других частей поверхностью раздела. Состояние фазы или превращения в ней можно характеризовать термодинамическими свойствами, такими, как удельный объем, теплоемкость, энтальпия и др. Принято различать три фазовых состояния кристаллическое, жидкое и газообразное. Кристаллическое фазовое состояние— устойчивое состояние твердого тела, характеризующееся дальним трехмерным порядком в расположении атомов, ионов, молекул. Жидкое фазовое состояние, наоборот, характеризуется отсутствием дальнего трехмерного порядка и часто поэтому его называют аморфным фазовым состоянием. [c.72]

Слово домен в научной литературе обычно применяется для обозначения части целого, обладающей отличными от других частей структурой (или ориентацией), а во многих случаях и свойствами. Такова общая расщифровка этого термина, и именно в этом смысле он употребляется в области жидких кристаллов. Однако в начале века понятие домен прочно укоренилось в физике твердого тела (главным образом в области сег-нетоэлектричества и ферромагнетизма). Рамки доменов в этом случае сужены и конкретизированы для ферромагнетиков домены — области спонтанной намагниченности, направление которой в соседних доменах взаимно противоположно. Расчленение тела на отдельные домены объясняют [72, с. 197] с позиций термодинамики равновесных состояний, предсказывающей возможность существования двух соприкасающихся фаз, в которых напряженность одинакова, а намагниченность (и индукция) различна. При таком строении магнитные моменты доменов замкнуты на себя, и ферромагнетик не проявляет макроскопических магнитных свойств. Пользуясь здесь более щироким определением доменов, будем иметь в виду и домены в ферромагнетиках, поскольку жидкие кристаллы чувствительны к воздействию электрического и магнитного полей (см. соответствующий раздел главы). [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология