Классификация систем

Нонвариантные системы: число фаз больше числа компонентов на 2, следовательно число степеней свободы равно 0 (изменение хотя бы одного параметра приводит к исчезновению по крайней мере одной фазы).

Моновариантные системы: число фаз больше числа компонентов на 1, следовательно число степеней свободы равно 1 (только один параметр может быть выбран произвольно без изменения в системе числа фаз).

Дивариантные системы: число фаз равно числу компонентов, следовательно число степеней свободы равно 2 (два параметра могут быть выбраны произвольно без изменения числа фаз системы).

Тривариантная: число фаз меньше числа компонентов на единицу. Число степеней свободы равно 3.

При изображении диаграммы состояния нонвариантному равновесию соответствует точка (все координаты – определенные и постоянные величины); моновариантному – отвечает линия (одна координата может быть выбрана произвольно); бивариантному – участок площади или поверхности (две координаты могут быть произвольно выбраны) и .т. д.

Если состояние системы определяется не только температурой и давлением, но и концентрацией, то правило фаз запишется в виде:

φ + V = k + 3.

В этом случае число степеней свободы всегда будет больше на единицу.

Пример: дополнительным параметром может быть величина поверхности частиц, так, например, отдельные частички, из которых состоит одна фаза, настолько мелкие, что нельзя пренебречь значением поверхностной энергии.

Диаграммы состояния (однокомпонентные системы)

Для описания свойств систем широко используют диаграммы состояния. На осях координат откладывают значения температуры и давления, характеризующие условия существования, для выражения состава системы используют одну или две координаты. Линиями (поверхностями) на таких диаграммах разделяют области существования отдельных фаз.

Уравнение Клаузиуса – Клайнерона

Ко всем моновариантным равновесиям можно применить известную из термодинамики формулу Клаузиуса-Клайнерона:

(14)

q – скрытая теплота перехода одной фазы в другую, находящуюся с ней в равновесии;

Т – абсолютная температура, при которой находятся эти фазы;

Р – давление;

?V – изменение объема при переходе от одной фазы к другой.

q – всегда положительная (поглощенная теплота).

Вторая форма этого уравнения:

(15)

имеет более ограниченное применение, чем первое, т. к. она относится к моновариантным равновесиям лишь таких систем, в которых одна фаза – газообразная.

Дополнительные материалы

Очерк общей теории старения и где ошибаются современные геронтологи
Выдвинутая гипотеза первичной амортальности многоклеточных организмов постулирует, что у первых возникших на Земле многоклеточных организмов унаследованные от одноклеточных эукариот клеточные механизмы старения и механизм программируемой ...

Принцип Маха и космологическое происхождение инерции
Инерция, пожалуй, одно из самых загадочных явлений макромира. Неизвестно, как она возникает, где ее источники и почему она такая какая есть /1/. Все живое рождается с заранее закодированной в памяти информацией об инерции. Сидя в машине, м ...

Холодное напыление металлических покрытий
Когда только появились первые металлические орудия труда, выяснилось, что, твердые и прочные, они сплошь и рядом портились под воздействием влаги. Шло время, люди создавали механизмы и машины, и чем более совершенными они становились, тем ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru