Фазовые превращения переходы второго рода

Кроме фазовых переходов первого рода, существуют также фазовые переходы второго рода. Для них характерно не только равенство изобарных потенциалов, но и равенство энтропий и объемов сосуществующих в равновесии фаз, т. е. отсутствие теплового эффекта процесса и изменения объема при температуре превращения [c.143]

При фазовых переходах второго рода скрытая теплота фазового превращения отсутствует, однако в точке перехода теплоемкость терпит разрыв или имеет сингулярность. Вблизи температуры фазового перехода второго рода вид температурной зависимости теплоемкости подобен изображению греческой буквы X и поэтому часто подобные кривые называются лямбда-кривыми. [c.272]

Разрушение нативной глобулы — денатурация белка — отличай от перехода глобула — клубок, описанного в 3.5. Гетеро-полимерный статистический клубок является лишь конечным, отдаленным результатом денатурации. Белковая цепь сравнительно коротка, глобула не имеет флуктуирующей опушки . Превращение такой глобулы в клубок должно быть фазовым переходом второго рода. Однако при термической денатурации белка наблюдаются разрывы, энтальпии и энтропии — АЯ и AS. Характерные значения для разностей АН и TAS порядка 400 кДж/моль. [c.117]

Теплоты и температуры фазовых переходов. Расчеты термодинамических функций веществ в твердом состоянии проводились для равновесных модификаций этих веществ. По мере повышения температуры твердые вещества могут иметь фазовые переходы, сопровождающиеся тепловыми эффектами. Различают фазовые переходы первого рода, при которых внутренняя энергия (и плотность) вещества изменяется скачком, и фазовые переходы второго рода, при которых не происходит скачкообразного изменения этих величин, однако их частные производные — теплоемкость, сжимаемость и коэффициент термического расширения — изменяются скачком в точке превращения. [c.145]

Таким образом, существует некоторая характеристическая температура (точка Кюри), выше которой имеется полный беспорядок, а ниже — усиливающийся при дальнейшем понижении температуры порядок. Такое превращение носит название фазового перехода второго рода. В отличие от фазовых переходов первого рода при фазовых переходах второго рода термодинамические функции не изменяются Аи = 0 АЯ = 0 Д5 == 0 АО = 0 ДУ = 0. [c.248]

К фазовым переходам второго рода относятся многие превращения, весьма различные по природе фаз и характеру явления. К ним, например, относятся превращения ферромагнитных тел при температуре, называемой точкой Кюри, выше которой тела теряют ферромагнитные свойства превращение обычных металлов в сверхпроводники при низких температурах процессы распада и образования интерметаллических соединений в твердых металлических растворах и др. [c.144]

Напротив, фазовое превращение твердого раствора со структурой флюорита в упорядоченную фазу со структурой пирохлора может относиться к переходам второго рода. Структура пирохлора ( А 2 82 О7 ) характеризуется также вдвое большим параметром кубической ячейки, чем у флюорита, но гранецентрированной. Сверхструктурные векторы обратной решетки являются комбинацией векторов 1/2 1/2 1/2 и векторов субъячейки. На рентгенограмме фаз со структурой пирохлора должны быть линии 111, 311 и т.д., отвечающие этим узлам обратной решетки флюорита (1/2 1/2 1/2, 200+1/2 /2 /1 и Т.Д-J. [c.174]

Таким образом для фазовых переходов второго рода уравнения Эренфеста играют ту же роль, что и уравнения Клапейрона — Клаузиуса для переходов первого рода. Особенность фазовых переходов второго рода — отсутствие скачкообразного изменения 5, ЧТО приводит К отсутствию скачка йр/ёТ. Благодаря этому кривые р Т) для каждой из фаз образуют единую непрерывную линию, разные ветви которой отвечают разным фазам. Поэтому при фазовых превращениях второго рода не существует метастабильных состояний, аналогичных переохлажденной жидкости при фазовых переходах первого рода. [c.132]

При температуре выше 100° С удельная теплоемкость изотак-тнческого полипропилена резко возрастает, проходит через крутой максимум в области температуры плавления (166° С), а затем падает до относительно постоянной величины 0,65 кал (г град) (для расплава). Кривая температурной зависимости удельной теплоемкости для атактического полипропилена имеет гораздо более сложную форму (рис. 5.13). При температуре —12° С она проходит через точку перегиба, которая соответствует переходу второго рода, а прп 70 и 155° С наблюдаются еще два фазовых превращения. Фазовый переход при 155° С (менее ярко выраженный) может быть связан с незначительным содержанием изотактического кристаллического полимера в атактической структуре. [c.110]

Среди различных типов протяженных дефектов выделим такие, которые с успехом могут быть исследованы методами порошковой рентгенографии. Некоторые из них (например, дефекты упаковки) уже рассматривались. Наибольший интерес представляют модулированные, или несоразмерные, структуры. Большей частью существование такт фаз связано с их кинетической устойчивостью равновесное, более упорядоченное состояние не достигается из-за очень малой скорости преобразования структуры в той области температур, в которой устойчива фаза с упорядоченной структурой. Модулированные, или несоразмерные, фазы отличаются от соразмерных тем, что сверхструктура (обычно по одно(/1у из направлений) имеет период повторяемости, не кратный трансляционной решетке субструктуры. Фазовые превращения сегнетоэлектрическая фаза - пароэлектрическая фаза, относящиеся к фазовым переходам второго рода, обычно протекают через стадию образования несоразмерной фазы, термодинамически устойчивой в узком интервале температур. Появление несоразмерной сверхструктуры в этом случае объясняется смещениями части атомов из идегшьных позиций параэлектрической фазы, величина которых (в определенных пределах) меняется периодически. В этом случае на рентгенограммах могут появляться, кроме основных линий (пятен), сателлиты, которые не индицируются в предположении соразмерной сверхструктуры или период этой сверхструктуры столь велик, что индицирование не может считаться однозначным. Другой пример образования несоразмерных фаз [c.240]

Фазовые переходы, характеризующиеся в точке превращения непрерывным изменением энергии Гиббса и ее первых производных по параметрам состояния — энтальпии (рис. 9, в), энтропии, объема, но резким скачкообразным изменением ее вторых производных, называются фазовыми переходами второго рода. [c.51]

Р — коэффициент изотермического сжатия, Ср — теплоемкость), при фазовых переходах второго рода в точке превращения наблюдается скачкообразное изменение теплоемкости, сжимаемости, а также коэффициента термического расширения. Из-за наблюдаемой при этом характерной формы кривой изменения некоторых свойств от температуры (рис. 9, г), напоминающей греческую букву ламбда X, такие переходы называют ламбда-переходами. Условиями фазовых переходов второго рода в точке превращения являются Д(/ = 0, ДЯ=0, Д5 = 0, ДУ=0. [c.51]

Исследование фазовых превращений. Хотя о применении акустических методов для изучения структурных и фазовых превращений в твердых телах хорошо известно, их использование для исследования фазовых переходов второго рода весьма затруднительно. Это связано с нелинейным характером колебаний образцов в области быстропротекающих неэнергетических фазовых переходов. Поэтому соотношения, полученные в рамках линейного приближения, теряют силу. [c.820]

Так как для фазового перехода второго рода и для перехода в критической точке температура фазового превращения является одновременно и температурой абсолютной потери устойчивости обеих фаз, принимающих участие в превращении, то каждая Ф может существовать лишь по одну сторону от точки фазового превращения. Ситуация здесь коренным образом отличается от т и, которая имеет место при фазовых переходах первого рода. В последнем случае фазы могут существовать по обе стороны от температуры фазового перехода в интервале, ограниченном точками абсолютной неустойчивости фаз. Этот интервал определяет максимальный гистерезис при переохлаждении и перегреве. [c.33]

Превращение кварца II в кварц I является фазовым переходом второго рода, протекающим в интервале температур от 825 до 850° К. Теплота этого превращения, вычисленная по результатам измерений теплоемкости кварца, проведенным Синельниковым [376а], составляет примерно 100 кал моль. Рекомендованное Келли [2364а] значение AHgig = 290 кал моль является эффективной величиной, согласованной с выведенными им уравнениями для теплоемкости низкотемпературной и высокотемпературной модификаций кварца. [c.683]

Феноменологическая теория фазовых переходов не позволяет вывести достаточные условия, которым должна удовлетворять система многих частиц для того, чтобы в ней реализовался фазовый переход второго рода. Причина этого заключается в том, что тип фазового превращения определяется всей совокупностью динамических свойств системы многих частиц. Однако, если заранее предположить, что в системе происходит фазовый переход второго рода, то, исходя из этого предположения, можно установить некоторые условия, которым должна удовлетворять система для того, чтобы в ней действительно мог происходить этот фазовый переход. Нарушение необходимых условий приводит к тому, что в системе оказывается невозможным фазовый переход второго рода и, следовательно, происходит фазовый переход первого рода. Если же система удовлетворяет необходимым условиям фазового перехода второго рода, то в ней, в принципе, возможны как фазовый переход второго, так и первого рода. [c.42]

Рассмотрим несколько примеров применения критерия фазовых переходов второго рода для фаз, не изменяющих свою симметрию в широком интервале изменения внешних термодинамических параметров Г и с. В таких случаях векторы звезды ко , связанные с фазовым превращением, должны удовлетворять критерию Лифшица. Ниже будет рассмотрено несколько примеров, которые были впервые приведены Лифшицем в его работе [22]. Они охватывают наиболее распространенные случаи фазовых превращений в сплавах. [c.54]

При расчетах термодинамических функций твердых веществ теплоту фазового перехода второго рода целесообразно относить не к интервалу температур, а к одной температуре. Так, Келли [2363] для расчета термодинамических функций а- и р-модификаций кварца рекомендует соответственно трехчленное и двухчленное уравнения и значение теплоты превращения 290 кал моль, отнесенное к температуре 848° К. [c.145]

Все многообразие фазовых переходов классифицируется на фазовые переходы первого и второго родов. При фазовом пе- )еходе первого рода выделяется или поглощается определенное количество теплоты, изменяются объем и плотность вещества, его энтропия, теплоемкость и т, п. Фазовые переходы первого рода — плавление, испарение, возгонка, полиморфное превращение и другие — характеризуются равенством изобарных потенциалов двух сосуществующих в равновесии фаз. В отличие от фазовых переходов первого рода для фазовых переходов второго рода свойственно не только равенство изобарных потенциалов, но и равенство энтропий, объемов и плотностй фаз. К фазовым переходам второго рода относятся магнитные превращения при температуре Кюри, переход вещества в сверхпроводящее состояние, появление сверхтекучести у гелия, переход из парамагнитного состояния в ферромагнитное и др. Одно из объяснений фазовых переходов второго рода состоит ь изменении симметрии частиц системы, например, переход системы частиц с беспорядочно направленными спинами в систему частиц с преимущественной ориентацией спинов или переход нз неупорядоченного распределения атомов А и В по узлам кристаллической решетки в упорядоченное, [c.219]

На рис. 63 показана зависимость теплоемкости сплава меди с цинком от температуры. Резкий пик графика при температуре около 480° С указывает на наличие фазового перехода второго рода упорядоченная фаза Си2п переходит в неупорядоченное состояние. Аналогичный ход теплоемкости можно наблюдать и при магнитном превращении ферромагнетика вблизи точки Кюри. [c.146]

Если изобразить графически зависимость удельного объема от температуры, то для атактического и изотактического полимеров получаются разные диаграммы. Кривая зависимости, полученная для атактического полипропилена, характерна для аморфных материалов и состоит в грубом приблгжении нз двух линейных ветвей, которые пересекаются в точке, обозначаемой как температура перехода второго рода, или как температура стеклования (рис, 5.16) [,40], Положение этой точки в известной мере зависит от метода измерения. Таким образом, мы имеем здесь дело не с типичным фазовым превращением, а скорее с изменением энергии межмолекулярного взаимодействия, в результате которого увеличивается подвижность отдельных участков макромолекулярной цепи (сегментов), В то время как ниже температуры стеклования взаимное положение сегментов практически фиксируется, выше этой температуры энергия теплового движения сегментов увеличивается и становится достаточной для преодоления межмолекулярного, а также внутримолекулярного взаимодействия. Особенно сильно это проявляется в изменении модуля упругости аморфных полимеров. Из твердого, а часто и хрупкого состояния полимер переходит в каучукоподобное (высокоэластическое), когда уже под действием небольшой внешней силы он приобретает значительную деформацию, которая после снятия нагрузки почти мгновенно исчезает. Высокоизотактический полипропилен практически вообще не обнаруживает перехода второго рода. Зато прн температуре, близкой к точке плавения кристаллитов, его удельный объем [c.112]

Другой дискуссионный вопрос - это в-ва с фазовыми превращениями второго рода, к к-рым относятся переходы типа порядок - беспорядок, магн. превращения в точках Кюри и Нееля, др. превращения (см. Полиморфизм, Фазовые переходы). В точках переходов второго рода первые производные термодинамич. потенциалов (энтальпия, уд. обьем и т. п.) не претерпевают разрыва непрерывности, но производные высших порядков (теплоемкость, сжимаемость) имеют аномалии (разрывы непрерывности). Для данного в-ва такие точки являются фаницей локальной устойчивости определенных форм, к-рые могут находиться в равновесии только в точках перехода (см. Фазовое равновесие). В рамках классич. термодинамики состояния в-ва, связанные переходом второго рода, считаются одной фазой. [c.53]

Некоторые фазовые переходы второго рода, связанные со скачкообразным изменением ряда свойств, могут вообще не сопровождаться изменением кристаллической структуры. Примером таких превращений является потеря магнитных свойств железом при переходе а-формы в р-форму (при 768°С), структура которых (объемно центрированная кубическая решетка), совершенно одинакова. Точно так же за счет изменения ориентировки магнитных момен- [c.52]

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]

Феноменологическая теория фазовых переходов второго рода была впервые предложена в классических работах Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица [20—22] и затем развита в работах В. Л. 1Г[1ден-бома [23] и И. Е. Дзялошинского [24, 25]. В теории Ландау методами теории представлений был получен замечательный вывод о том, что фазовые переходы второго рода возможны лишь в тех особых случаях, когда силшетрия обеих фаз, участвующих в фазовом превращении, удовлетворяет определенным п притом довольно жестким условиям. Критерии, которым должна удовлетворять симметрия этих фаз, установлены в работах [20, 21]. [c.41]

Сформулированный выше критерий фазовых переходов второго рода носит довольно общий характер. Он применим не только для рассматриваемых здесь случаев упорядочения в сплавах, но и для некоторых других типов превращений, в которых пространственная группа одной фазы является подгруппой симметрии другой фазы (все элементы симметрии низкосимметрнчной фазы являются элементами симметрии высокосимметричной фэзы, но не наоборот). К их числу принадлежат фазовые переходы жидкость — кристалл, переходы в некоторых сегнетоэлек-триках и в ферромагнетиках (между магнитоупорядоченными фазами). [c.50]

Таким образом, можно видеть, что для анализа возможностей реализации фазового перехода второго рода при упорядочении необходимо знать звезду волновых векторов кц , с которой связано фазовое превращение. В реальных случаях эта звезда может быть определена с помощью рентгеноструктурного, нейтроноструктурного и электронномикроскопического анализа (методом микродифракции). Для того чтобы определить ее этими методами, необходимо иметь в виду следующее обстоятельство, отмеченное в начале настоящего параграфа сверхструктурные векторы обратной решетки упорядоченной фазы, отсчитанные от ближайшего к ним структурного узла обратной решетки, представляют собой векторы звезды, связанные с фазовым переходом. Если же мы хотим определить звезду кц из термодинамических соображений, то для этого необходимо использовать условие (3.25) минимума коэффициента квадратичного члена разложения свободной энергии Т, с) по вектору к. При этом следует помнить, что существуют два принципиально различных типа минимумов функции а (к, Т, с) [24, 27]. Первый из них имеет место в высокосимметричных точках обратного пространства неупорядоченной фазы, в которых необходимое условие минимума [c.51]

Квазикристаллическое состояние жидкостей разрешает с известной степенью приближения говорить об их полиморфизме, когда при плавном изменении внешних условий некоторые свойства могут резко изменяться. Такой процесс получил название фазовых переходов второго рода или гомео-морфных превращений [16]. Причина их, как полагают [17], обусловлена скачкообразным изменением структуры жидкости. Для воды это изменение выражено столь резко, что воду при 25—75° С и вблизи 0° С можно рассматривать как два различных по своей природе растворителя [18]. По данным Фитс и Айве, вторая точка плавления воды лежит в интервале температур 30—40° С. Сент-Дьерди считает, что температура около 37° С выбрана биологическими системами, как температура перехода между двумя разновидностями структуры воды, используемого ими в процессах жизнедеятельности [19]. [c.18]

Монокристаллы. Кристаллический кварц является широко распространенным в природе минералом при температуре ниже 573° С (температура а -превращения и фазового перехода второго рода) он кристаллизуется в тригональнотрапецеэдрическом классе гексагональной системы и встречается в природе в двух модификациях правой и левой (рис. 20.17) [c.335]

Превращения ферромагнетш а в парамагнетик, сегнетоэлектрика в диэлектрик, проводника в сверхпроводник могут служить примерами фазовых переходов второго рода. [c.454]

Среди фазовых превращений второго рода различают собственно переходы второго рода и критические явления. В термодинамическом отношении фазовые переходы второго- рода и критические явления до известно степени аналогичны [1]. При критических явлениях, так же как и при фазовых переходах второго рода наблюдается скачок вторых производных свободной энтальпии, в то время как первые про зводные изменяются непрерывно. Отличие критических явлений от обычных фазовых переходов второго рода состоит в том, что критичес ая точка представляет собой точку прекращения , в которой кончается кривая, характеризующая сосуществование двух макроскопических фаз, ограниченных поверхностями раздела. Так, например, в критической точке равновесия газа и жидкости обе эти фазы сливаются в одну. При фазовых переходах второго рода в макроскопическом смысле система остается однородно и до фазового перехода второго рода и после этого перехода. [c.454]

Ряд авторов (Жаффрей [1], Мейер и Стритт[2], Эйкен [3] и др.) пытались это многообразие переходов классифицировать, разделяя их на большое число типов простые переходы первого рода, аномальные переходы первого рода, анонсированные переходы первого рода, предельные переходы первого рода, диффузионные, Х-переходы, простые переходы второго рода, смешанные переходы и т. д. Такая классификация не может нас удовлетворить, так как является громоздкой, формальной, оторванной от механизма и молекулярной природы фазовых превращений. [c.67]

Некоторые органические твердые вещества имеют переходы, которые как явления аналогичны представленным на рис. 23, и теоретическое моделирование фазовых превращений дает в результате расчета кривые такой формы, как показано на рисунке. Тем не менее множество экспериментальных данных, полученных за последние 30 лет, не может быть удовлетворительно классифицировано по методу Эренфеста. Ряд авторов, использовав каждый по-своему идеи Эренфеста, пытались достичь лучшего согласия теории с экспериментальными результатами. Яфри [309], Мак-Лоуглин [408] и Фишер [195] подробно рассмотрели вариацию термодинамических свойств и их производных в переходной области. Они пришли к заключению, что характер перехода зависит в основном от того, каким образом кривые или поверхности свободной энергии встречаются в точке перехода. Ряд исследователей заметили, что точка перехода второго рода в твердом веществе аналогична критической точке системы пар — жидкость [59, 60, 635, 646, 647], а Райс [574] использовал эту концепцию при обработке идеализированного ферромагнитного вещества. Во всех этих работах постулируется математическая модель идеализированных переходов первого и второго порядков, но реальные переходы часто оказываются гораздо более сложными. Отклонения от идеального поведения объяснялись факторами диффузности , например флуктуациями гетерофаз, эффектами загрязнений, внутренними напряжениями или невозможностью получить при экспериментальных измерениях термодинамическое равновесие [60, 195]. Однако неудачи этого классического термодинамического анализа в объяснении некоторых сложных переходов могут быть обусловлены также неадекватностью самой термодинамической модели. [c.74]

Изучена магнитная восприимчивость 5е в области температур от комнатной до 1100° Описаны основные кристаллографические свойства селена 261. При помощи радиоактивного изотопа Зе показано, что даже при внезапном охлаждении в аморфном селене имеется кристаллическая часть, причем количество ее повышается с увеличением времени охлаждения селена 262. Исследован ИК-спектр очень чистых образцов селена в области 0,6—25 мк 2бз. Секигути 26 проведены измерения изотермического объемного сжатия аморфного селена при различных температурах вблизи и ниже его температуры размягчения им же дилатометрически изучен фазовый переход второго рода в аморфном селене, а также явление объемной релаксации вблизи температуры стеклообразного превращения селена 265. Определена зависимость модуля сдвига и внутреннего трения аморфного селена от температуры в о бласти от —40° до 4-3(3° С 266 и изменение этих параметров под действием на 5е у-лучей . Измерения проводились методом крутильных колебаний. [c.593]

Точка Нееля, ДЯ=0,222 0,04. фазовый переход первого рода, связан ный с упорядочением ионов Fe и Fe+ g октаэдрических узлах, ДЯ=0,662 вычислено в интервале 110—125 К. 1% катионных вакансий, ДЯ-0,410 вычислено в интервале 106—113 К. 2% катионных вакансий, ДЯ-0,092 вычислено в интервале 100—120 К. Фазовый переход второго рода. Точка Нееля, ДЯ-3,22+0,42. ДЯ-0,306 вычислено в интервале 240—298 К. Мо-нотектнческое превращение. ДЯ—21,14 2.5, Д5=15,99. Очень медленное превращение. В интервале от 130 до 150° С обе фазы регистрируются одновременно [54]. Вероятно, фазовые переходы второго рода, [144]. "> ДЯ= = 17,53 1,2б, Д5 = 4,77. р=(3040). р=(8100). ДЯ-13,0, Д5-4,94. р = -5100). р = (10100). > ДЯ-4.75 (1, с. 167]. ДЯ=5,95 0,42 [1]. ДЯ=2,9. Д5-2,76. > 2 р-(2030). "= р = (6080). " По Брауэру [1, с. 167]. "= По Гольдшмидту [1]. 6 По Шеферу и Рою [I]. ДЯ-226,1. " р=(6580). " ДЯ-1,88. Д5-2,700. p-(12I6-10 ), ДЯ-13,4, Д5-15,9. ДЯ—0.976 0,126, иеобра-тимы переход. Предположительно. При 400° С обнаруживаются кубическая (С) и моноклинная (В) формы, с 500 до 700° С—только моноклинная (В) форма, с 900 до 1300° С — только гексагональная форма (Л) [99]. [137, 138, 156]. 125 X — пока не идентифицированная фаза [137, 138], по [102] — высокотемпературная кубическая фаза. [138, 77]. Необратимое превращение без промежуточной В-формы [154]. = [113]. Погрешность при измерении температуры 20° С, все переходы (кроме С- В) обратимы. Необратимое превращение [113]. [137, 138]. ai [19]. [137, 138]. [137, 138, 156]. р- 4050). 1м р—(5070). Обратное превращение протекает с гистерезисом в интервале 1600—1500° С. 1/50 WsoOhs. ДЯ- ,38 0,21, Д5-2.30. ДЯ-1.88 0,21, Д5 = 1,84. ДЯ = 1,17 0,13. ЛЯ-0.50 0,13. ДЯ=0,4, Д5=0,50. > ДЯ—1,68, переход a->- замедленный [1]. При нагревании на воздухе, переход a- - происходит также при повышенном давлении и размалывании. I ДЯ=41,4 2.1, Д.9-41,28. Необратимый переход. При охлаждении ниже 730° С [52]. При охлаждении [52]. При нагревании, в образце [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология