Термодинамика фаз переменного состава

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]

Химическая термодинамика позволяет полностью описать состояние системы с помощью четырех наблюдаемых параметров состояния — состава, давления, температуры и объема (при условии, если отсутствуют другие независимые переменные, такие, как гравитационное, магнитное и электрическое поля). Из этих четырех параметров первые три являются интенсивными свойствами системы. В случае чистого гомогенного вещества его состав постоянен. Три остальных параметра взаимосвязаны, поэтому для описания состояния системы необходимо определить только два из них. Например, давление является некоторой функцией температуры и объема [c.23]

Химические соединения в кристаллическом состоянии могут иметь переменный состав. На них но распространяется закон постоянства состава и важнейший вывод из него где бы и как бы соединение ни получалось, его состав и свойства всегда одни и те же. В зависимости от условий образования состав и свойства кристаллов химических соединений могут изменяться. Электрофизические же свойства полупроводников чувствительны к изменениям состава гораздо сильнее, чем электрофизические свойства металлов. Для получения воспроизводимых состава и свойств полупроводников совершенно необходимо руководствоваться при синтезе принципами и методами химпческой термодинамики — одного из фундаментальных разделов физической химии. [c.14]

Неоднородные системы диффузные фазовые границы. Как уже отмечалось в гл. IV, посвященной зарождению, Кан и Хиллиард [16] (см. также работу Видома [145]) исследовали термодинамику неоднородных систем они, в частности, показали, что энергию фазовой границы можно понизить, если допустить, что концентрация или плотность вещества на ней изменяется не скачком, а постепенно. Для доказательства они выбрали з качестве переменной состав С и разложили удельную (приходящуюся на молекулу) локальную свободную энергию неоднородной системы О (С) в ряд Тейлора относительно точки С о, т. е. удельной (приходящейся на молекулу) свободной энергии раствора с однородным составом С. Отсюда они получили, что [c.430]

Важным результатом статистической термодинамики нестехиометрических кристаллов явилось доказательство того, что степень отклонения от стехиометрического состава оказывается величиной переменной, зависящей от внешних условий. Дефектность решеток и их электронное возбуждение зависят от температуры и от парциальных давлений компонентов сложных соединений. Поэтому и состав нестехиометрических кристаллов является функцией тех же переменных. [c.280]

Если система, состоящая из г фаз и п компонентов, равновесна, то термодинамика позволяет установить взаимосвязь между различными ее переменными (температура, давление, состав и др.). [c.149]

Объем, давление, температура и состав могут быть определены опытным путем. Энтропия вычисляется. Отыскание законов, связывающих между собой изменение температуры, давления, концентраций и других переменных (например, внешних полей), является одной из важнейших задач теории. Термодинамика сама по себе не может определить функции /у, в и другие аналогичные функции, но она приводит к выводу, что существуют такие функции, зная которые можно вычислить уравнения приведенного вида для систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Эти функции названы характеристическими. Каждая характеристическая функция является таковой только при определенном выборе независимых переменных. Для наших целей наибольший интерес представляют процессы, протекающие при постоянных давлении и температуре. Поэтому будем пользоваться следующими характеристическими функциями энтропия 8 = 5 Е, V, п), энтальпия Н = Н 8, Р, ), свободная энергия Гиббса 0 = 0 Т, Р, П ). [c.72]

В предыдущих главах рассмотрены понятия теплоты и работы, а также сформулированы первый и второй законы термодинамики, т. е. даны именно те фундаментальные представления и идеи, которые необходимы для понимания термодинамики газожидкостных систем постоянного состава. Однако, рассматривая в совокупности первый и второй законы, можно получить ряд полезных соотношений между свойствами системы, в состав которых не входят работа, теплота и трение. Эти выражения включают в себя лишь интенсивные и экстенсивные свойства системы и поэтому применимы в таких случаях, когда состояние определяется посредством однозначного задания каждой независимой переменной. Иногда эти соотношения могут быть отнесены к отдельным частям системы, если изменение интенсивных свойств от точки к точке внутри системы достаточно велико, чтобы нельзя было использовать единственное значение свойства для характеристики системы в целом. [c.66]

Понятие о состоянии жидкости основано на сравнении двух образцов жидкости, которые находятся в равновесии. Если два образца могут существовать в контакте друг с другом без изменения свойств, то такие два образца имеют одно и то же состояние в противном случае их состояния различны. Переменные, которые можно использовать для определения состояния жидкости, можно выбирать по-разному однако набор переменных, обычно используемый для этой цели, включает в себя давление р, температуру Т и химический состав, поскольку именно эти величины легко измерить. У двух образцов, находящихся в контакте и имеющих одно и то же состояние, давления долл<ны быть равны, в противном случае один образец произведет работу над другим они должны иметь равную температуру, иначе тепло будет переходить от одного образца к другому и они должны иметь одну и ту же концентрацию каждого химического компонента, иначе будет происходить изменение концентрации за счет диффузии. (Более подробное обсуждение понятия состояния дается в учебниках термодинамики, например, в [565].) [c.54]

Далее можно изменения чисел молей компонентов подчинить уравнению (XII, 89). Но интегрирование уравнения (XII, 94) при условиях постоянства температуры, объема и состав.а системы не приведет к уравнению, аналогичному уравнению (XII, 91) при этих условиях химические потенциалы компонентов не остаются постоянными. Постоянство объема не эквивалентно постоянству давления. Наращивание количества вещества системы при постоянном объеме не оставляет в общем случае интенсивные свойства системы постоянными. Набор переменных Т, Р, щ играет большую роль для решения практических вопросов термодинамики, чем набор переменных Т, V, Пу [c.322]

Фазовые превращения зависят от состава, температуры, давления. Они подчиняются законам термодинамики и могут быть описаны параметрами термодинамического состояния. Если система состоит из нескольких компонентов, независимым переменным (параметром) состояния служит ее состав. [c.12]

Одной из наиболее существенных причин такого положения является отсутствие связи большей части технологических проблем с равновесными системами следовательно, применение термодинамических принципов к практическим вопросам невозможно отделять от рассмотрения столь же важных задач кинетики — скоростей реакций, скоростей переноса вещества и тепла и т. д. Этим обусловливается то, что значительная часть материала, излагаемого в дальнейшем, может показаться не относящейся к области термодинамики, хотя автор надеется, что им не было допущено явных нарушений основных положений этой науки. Во многих случаях условия равновесия рассматриваются как граничные условия систем, в которых одновременно протекают тепловые, физические и химические изменения. Подобные системы называются действующими (produ tive) системами в отлитие от систем не действующих, равновесных, в которых не может происходить никаких изменений, если обычныб переменные, определяющие состояние системы, не изменяются преднамеренно. Анализируя, с точки зрения термодинамики, действующие системы, мы получаем результаты, значительно более ценные в практическом отношении, чем при рассмотрении идеализированных застывших систем, в которых состав и температура предполагаются повсюду постоянными. Это особенно относится к металлургическим процессам, где градиенты температ)гры и концентраций столь велики, что результаты анализа, проведенного в предположении отсутствия градиентов, почти не имеют практического значения. [c.7]

Выше мы время от времени упоминали о внешних силовых полях. В системах почва — вода главную роль играет, очевидно, сила тяжести. Ее можно включать в водный потенциал или рассматривать как дополнительную составляющую потенциала. Обычно в работах по термодинамике [266, 283] применение тождества у = ограничивают системами, в которых единственными рассматриваемыми переменными являются давление, температура и химический состав, хотя некоторые авторы включают в также влияние внешних силовых полей. Мы будем рассматривать здесь это влияние отдельно, как принято в физике почв. В гравитационном поле при [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология