Изучение фазовых переходов и критических явлений

Теплоемкость—одна из важнейших величин, характеризующих вещество. Многие важные термодинамические расчеты, имеющие как теоретическое, так и прикладное значение, основаны на использовании величин теплоемкостей веществ. Данные по теплоемкостям чистых веществ и их смесей необходимы для многих технических расчетов. Теплоемкость является весьма чувствительным свойством вещества, позволяющим исследовать его структуру, силы взаимодействия атомов и атомных групп в молекуле и т. д., и часто используется при детальном изучении веществ, находящихся в твердом или жидком состояниях. Важное значение имеют и более частные области использования данных по теплоемкостям изучение фазовых переходов, критических явлений, состояния адсорбированного вещества, определение количества примесей в веществе и т. д. Данные по теплотам фазовых переходов нередко используют сов.местно с величинами теплоемкостей для решения тех же вопросов (вычисление термодинамических функций веществ, определение количества примесей и т. д.). Но в некоторых случаях измерение теплот фазовых переходов имеет целью более специфические задачи. [c.236]

ИЗУЧЕНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИИ [c.248]

На феноменологическом уровне значительно больше известно о фазовых переходах, основное внимание было уделено критическим точкам и критическим явлениям последние, однако, на данный момент не поддаются строгому изучению. [c.19]

Изучение параметров критических явлений в двойных системах Р—Q-типа и фазовых равновесий в тройных системах показало, что в водно-солевых системах широко распространены области расслаивания. Увеличение компонентности системы ведет к переходу метастабильных областей расслаивания в стабильное состояние. При этом получаются концентрированные насыщенные растворы, в которых критические явления уже отсутствуют. Таким образом, совершается переход от равновесий, характерных для систем 2-го типа, к равновесиям, типичным для систем 1-го типа, а следовательно, намечается возможность получения очень концентрированных растворов тех солей, которые в чистой воде при повышенных температурах практически нерастворимы. [c.145]

В этой главе мы покажем, как клеточный автомат можно использовать для моделирования других коллективных явлений, таких как намагничивание, и для изучения фазовых переходов, происходящих при достижении некоторыми параметрами критических значений. Эта феноменология первоначально наблюдалась в физике, но аналогичные эффекты были описаны и в других областях (биологии, экономике), где взаимодейст- [c.199]

Из (7.25) с учетом всех членов разложения согласно табл. 7.5 следует, что при 2< 2,48 уравнение (7.26) имеет только одно решение 5 = 0. При большей плотности числа частиц в системе появляются дополнительные решения Зт и —Зт, причем они соответствуют минимуму свободной энергии (7.25). Фазовый переход при плотности 2 = 2,48 — переход второго рода, поэтому полученное в рамках самосогласованного поля решение может оказаться некорректным. Отметим, что рассматриваемая модель близка к модели проницаемых сфер, рассматриваемой в [352] с целью изучения критических явлений. [c.130]

Следует отметить, что при осуществлении различных процессов химической технологии имеют место явления, аналогичные фазовым переходам второго рода. К таким явлениям можно, по-видимому, отнести образование пузырей в псевдоожиженном слое, кризис теплообмена [117], резкое изменение гидродинамического режима работы ряда аппаратов при приближении к критическим значениям внешних параметров. Использование хорошо разработанных в статистической физике методов теории фазовых переходов второго рода, несомненно, представляет большой интерес при изучении указанных явлений. [c.205]

А сейчас давайте рассмотрим разрывность кривых объема, связанную с фазовыми изменениями различных видов. Простейшим примером является влияние давления на плавление. Исторически изучение влияния давления на плавление было связано с тем, что ожидаемый эффект должен быть аналогичен влиянию давления на парообразование. В частности, ожидалось, что должны быть некоторые критические явления, такие, что при превышении определенных значений давления и температуры возможен непрерывный переход между жидким и твердым состояниями вещества. Однако вскоре стало ясно, что шкала давлений для подобных явлений должна находиться гораздо выше шкалы критических явлений между жидкостью и газом. Например, если в последнем случае достаточными были давления в несколько сотен кг/слР, то для наблюдения подобных явлений (если они вообще возможны) между жидким и твердым состояниями вещества требуются давления в несколько тысяч кг/слР. При каждом расширении диапазона давления вероятность существования таких критических явлений сильно уменьшается. К настоящему моменту построены кривые плавления в диапазоне до 40 000 кг/сл - некоторые из них показаны на рис. 8. Кривые плавления всех веществ имеют определенные общие качественные черты, поэтому здесь настолько же уместно говорить о кривой плавления, насколько допустимо говорить о кривой парообразования. Однако в других отношениях ситуация с плавлением качественно отличается от ситуации с парообразованием. В частности, все кривые плавления, т.е. кривые зависимости температуры плавления от давления, вогнуты относительно оси давления, и их кривизна уменьшается при увеличении давления. И кривая разности между объемами жидкого и твердого со- [c.138]

Метод измерения диэлектрической проницаемости применялся им совместно с Ю. Ф. Дейнегой для изучения фазовых переходов на моделях консистентных смазок и образования коллоидных растворов мыл и полимеров при охлаждении гомогенных растворов и расплавов. Показано, что при мицеллообразовании диэлектрическая проницаемость проходит через максимум. Эти результаты подтверждают высказанную ранее А. В. Думанским точку зрения, что переход однофазной системы в двухфазную связан с критическими явлениями. [c.9]

Измерения теплоемкостей дают очень ценный материал для изучения фазовых переходов, а также критических и закритиче-ских явлений. Выше (гл. 12, 4) отмечено, что в области фазовых переходов наблюдается аномальное возрастание теплоемкости. Поскольку измерения теплоемкостей могут быть проведены с весьма высокой точностью, они могут быть использованы как один из наиболее чувствительных методов обнаружения фазовых переходов. Далее, при исследовании фазовых переходов часто бывает важно измерить величину скачка теплоемкости в точке перехода или вблизи критической точки, так как это дает возможность сопоставить экспериментальные результаты с теоретическими выводами. Кроме того, изучение формы кривой теплоемкость — температура в области переходов в твердой фазе может быть использовано для классификации переходов и выяснения их природы, поскольку [c.248]

В данной работе мы определяем круг наиболее приемлемых методов изучения критических явлений в НДС. В их числе нами впервые предлагается новая методика обработки структур - мультифрактальная параметризация. Для теоретического определения критических точек в НДС предлагается оригинальная модель расчета критических концентраций парамагнитных соединений, при которых в НДС происходят структурные фазовые переходы. Предлагаются варианты использования разработанной модели на этапах проектирования и эксплуатации нагревательных печей и установок получения углеродистых материалов. Описываются созданные нами экспериментальные установки для определения эффектов от наложения волновых воздействий различной природы на НДС в критических точках. [c.3]

Хотя механизм этого явления изучен еще недостаточно, можно предполагать, что наблюдается так называемый кинетический фазовый переход, когда образование той или иной фазы определяется кинетическими факторами (пересыщением, размером критического зародыша и т. п.), а не просто р-Т-условиями. Образование монокристаллов графита может происходить при этом как путем перекристаллизации исходного углерода в расплаве, так и за счет доусовершенствования структуры исходного графитового материала до монокристаллической фазы в результате диффузии в него атомов переходных металлов, которые в этом случае проявляют каталитические свойства. [c.369]

Попытки, с применением весьма чувствительной экспериментальной методики, получить данные, противоречащие классической теории критических явлений, пока заканчивались неудачей. Так, результаты своих исследований с рассеянием света в системе четыреххлористый углерод — перфторметилщ1клогексан (СгРм), обладающей верхней критической точкой, авторы суммировали следующим образом Наши опыты были поста1Влены, чтобы ответить на вопрос, можно ли обнаружить теоретически ожидаемый фазовый переход второго рода. Ответ, во всяком случае для изученной системы, является явно отрицательным. Не было обнаружено ни малейшего проявления аномального поведе-тшя вблизи критической точки . [c.145]

Изучение критического состояния липидного бислоя раскрывает биологический смысл этого явления. Считается, что на начальных этапах эволюции клеточных структур формировались липидные везикулы, мембраны которых, как это следует из рассмотренного выше, способны были обеспечивать такие важные функции клетки, как проницаемость и генерацию мембранных потенциалов ионной природы. Однако чистые липидные пленки хрупки, и их стабильность в сильной степени зависит от внешних условий. Для предотвращения разрушения липидного бислоя в состоянии стресса в клетке и выработалась система стабилизации. Во-первых, жирнокислотные радикалы, входящие в соотав молекулы природного фосфолипида, как правило, различаются по насыщенности один радикал представлен насыщенной жирной кислотой, второй — ненасыщенной. Это обеспечивает жидкостное состояние липидного бислоя во всем диапазоне физиологических температур, поскольку область фазового перехода таких липидов находится ниже О °С. Во-вторых, в большинстве мембран содержится холестерин, который, как известно, резко расширяет температурный диапазон фазового перехода, а при его эквимолярном содержании в количестве по отношению к фосфолипидам — даже исключает такой переход. В-третьих, образованию насыщенных продуктов в результате перекисного окисления препятствует набор мембранных антиоксидантов. И, наконец, специальные ферменты — фосфолипазы — способны полностью изменить фосфолипидный портрет мембраны, модифицируя как жирнокиолотные радикалы (фосфолипаза А), так и полярные головки (фосфолипаза Д). Совершенно очевидно, что нарушение какого-либо из указанных элементов этой системы стабилизации может разрушить биологическую мембрану, что может привести клетку в состояние патологии. [c.36]

Интересен также наблюдавшийся нами переход гетерозеотропной системы в гомоазеотропную. Можно предполагать, что в этом случае изобара температур кипения характеризуется точкой перегиба, причем касательная к кривой в этой точке является одновременно касательной к кривой взаимной растворимости и параллельной к оси составов (рис. 10). Точки перегиба появляются и на изобарах температур кипения, лежащих несколько выше бинодальной кривой взаимной растворимости. Эти явления с формальной точки зрения подобны явлениям, наблюдаемым при изучении кривых фазового равновесия вблизи критической температуры взаимной растворимости. [c.85]