Оглавление:
Фаза. Условие устойчивости системы, состоящей из одной фазы
- В термодинамике фазой называется любая однородная система, то есть объект, физические свойства которого идентичны во всех отношениях. Таков, например, кусочек газа или Монокристалл в контейнере. Монокристаллы, для которых характерно кристаллическое превращение, находятся в разных фазах. Когда система (газ, жидкость) находится во внешнем силовом поле, таком как постоянное гравитационное поле, физические свойства, такие как плотность, зависят от ее height. It можно разделить на очень тонкие горизонтальные слои, каждый слой считается однородным и считается фазой.
Фаза может состоять из нескольких компонентов (газа, раствора, жидкости или твердой смеси). Рассмотрим систему, состоящую из 1 гомогенной фазы (газовой, жидкой или кристаллической).Я думаю, что химическая реакция в этом невозможна. Предполагается, что внешнее силовое поле не существует. Примените условие равновесия к этой системе и найдите устойчивое состояние ее равновесия state. As внешний параметр, выберите давление n, установите температуру дальше, и рассматривайте специфический том как внутренний параметр.
Так, если газ заключён в сосуд с подвижными стенками и его объём определяется положением стенок, то объём является внешним параметром, а давление газа зависит от скоростей теплового движения молекул и является внутренним параметром. Людмила Фирмаль
Для решения задачи равновесия необходимо создать формулу для свободной энергии в неравновесном состоянии как функции p, T и начального параметра V (в данном случае внешним параметром является давление, поэтому это будет термодинамический потенциал).Согласно общему методу (§ 30) Для этого, вводя дополнительные силы, доводим систему до изотермического квазистатического состояния с требуемым значением внутренних параметров, и сразу же отключаем дополнительные силы, определяя полную работу, равную разности свободной энергии.
Если система определенного объема v находится в равновесии, то дополнительная внешняя сила действует как дополнительное внешнее давление соответствующей величины. Это значение давления обозначается RM. Работа, выполняемая системой с изотермическим квазистатическим повышением давления от выбранного начального значения до P (v), осуществляется не только за счет изменения свободной энергии фазы, но и за счет изменения потенциальной энергии нагрузки, обеспечивающей требуемое давление.
- Таким образом, эта задача равна разности между значениями начального состояния и конечного состояния термодинамического потенциала . F + pV. /(n, T) Обозначает некоторую свободную энергию фазы (в узком смысле), а w-ее массу, эту работу можно описать в следующем виде: м {ф(в, TWMv -/, — Pₜv»）、 (3.31） Где Фо = т (/о+р»₀₀) — начальный термодинамический потенциал. Поведение системы, когда дополнительная нагрузка немедленно выключается(немедленное выключение означает, что система выключается так быстро, что нет времени, чтобы изменить громкость во время выключения).） (3.32)） з (п(п) — п) о’.
Вычитание уравнения (3.31) (3.32) дает разность между свободной энергией (термодинамическим потенциалом) любого равновесного начального состояния Φ0 и неравновесного состояния (p, T, y).Если термодинамический потенциал выражен в Φ (p, T, y)、 Φ (Р, Т, Г)= Т [/(Г, Т)+ ПУ]. (3.33） Масса вещества т может быть представлена Молем или граммом. /(T, y) — отношение свободной энергии, поэтому F = fm -, объем фазы равен V = then. As известно, что равновесное состояние соответствует минимуму термодинамического потенциала при изменении только внутренних параметров (в данном случае y) и константы p и T.
Макроскопические параметры могут подразделяться на внутренние, характеризующие состояние системы как таковой, и внешние, описывающие взаимодействие системы с окружающей средой и силовыми полями, воздействующими на систему, однако это разделение достаточно условно. Людмила Фирмаль
Если Φ= pcr (y, T)+ pu-удельный термодинамический потенциал) был минимальным; прежде всего, требовалось равенство с пули (3p / yy). Джи, я имею в виду (3.34） Это даст вам отношение p = — df / do. Дайте уравнение состояния. Даже если 1-я производная df / du равна нулю, ее все равно недостаточно для обеспечения минимума. При необходимости существует минимум f, равновесная устойчивость.
Вторая производная Так… (3.35） (3.36） То есть при увеличении объема давление уменьшается, что обеспечивает устойчивое равновесное состояние. если dr / do> 0, то φ становится максимальным, равновесие становится неустойчивым, и подобное состояние перестает существовать как равновесие. для d / d = 0 требуется особое внимание.
Смотрите также:
| Условия равновесия системы | Фазовые превращения |
| Замечания, связанные с уточнением физического смысла законов термодинамики | Фазовые превращения первого рода. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса |
