हमने तरल और गैसीय अवस्था से ठोस अवस्था में संक्रमण पर विचार किया है, यानी क्रिस्टलीकरण, और रिवर्स ट्रांज़िशन - पिघलने और उच्च बनाने की क्रिया। इससे पहले चौ. VII हम द्रव के वाष्प में संक्रमण - वाष्पीकरण और विपरीत संक्रमण - संघनन से परिचित हुए। इन सभी चरण संक्रमणों (रूपांतरण) के दौरान, शरीर या तो ऊर्जा को संबंधित संक्रमण (पिघलने वाली गर्मी, वाष्पीकरण गर्मी, आदि) की गुप्त गर्मी के रूप में जारी करता है या अवशोषित करता है।

ऊर्जा में उछाल या ऊर्जा से जुड़ी अन्य मात्राओं, जैसे घनत्व, के साथ चरण संक्रमण को प्रथम-क्रम चरण संक्रमण कहा जाता है।

पहली तरह के चरण संक्रमणों के लिए, एक छलांग की तरह, यानी, एक बहुत ही संकीर्ण तापमान सीमा में होने वाली, पदार्थों के गुणों में परिवर्तन विशेषता है। इसलिए एक निश्चित संक्रमण तापमान या संक्रमण बिंदु के बारे में बात कर सकते हैं: क्वथनांक, गलनांक और

चरण संक्रमण का तापमान बाहरी पैरामीटर पर निर्भर करता है - किसी दिए गए तापमान पर दबाव, उन चरणों का संतुलन जिनके बीच संक्रमण होता है, एक अच्छी तरह से परिभाषित दबाव पर स्थापित होता है। चरण संतुलन रेखा का वर्णन क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण द्वारा किया गया है जो हमें ज्ञात है:

जहां संक्रमण की दाढ़ की गर्मी है, और दोनों चरणों के दाढ़ की मात्रा हैं।

पहले क्रम के चरण संक्रमण के दौरान, संपूर्ण खंड में एक नया चरण तुरंत प्रकट नहीं होता है। सबसे पहले, एक नए चरण के नाभिक बनते हैं, जो तब बढ़ते हैं, पूरे आयतन में फैलते हैं।

तरल संघनन की प्रक्रिया पर विचार करते समय हम नाभिक के निर्माण की प्रक्रिया से मिले। संघनन के लिए धूल के दानों, आयनों आदि के रूप में संघनन केंद्रों (नाभिक) के अस्तित्व की आवश्यकता होती है। उसी तरह, द्रव के जमने के लिए क्रिस्टलीकरण केंद्र आवश्यक होते हैं। ऐसे केंद्रों की अनुपस्थिति में, वाष्प या तरल सुपरकूल्ड अवस्था में हो सकता है। उदाहरण के लिए, तापमान पर लंबे समय तक शुद्ध पानी का निरीक्षण करना संभव है

हालांकि, ऐसे चरण संक्रमण हैं जिनमें क्रिस्टल जाली में निरंतर परिवर्तन, यानी जाली में कणों की पारस्परिक व्यवस्था के परिणामस्वरूप पूरे मात्रा में परिवर्तन तुरंत होता है। यह इस तथ्य को जन्म दे सकता है कि एक निश्चित तापमान पर जाली की समरूपता बदल जाती है, उदाहरण के लिए, कम समरूपता वाली जाली उच्च समरूपता के साथ जाली पर जाती है। यह तापमान चरण संक्रमण का बिंदु होगा, जिसे इस मामले में द्वितीय क्रम चरण संक्रमण कहा जाता है। जिस तापमान पर दूसरे क्रम का चरण संक्रमण होता है, उसे पियरे क्यूरी के बाद क्यूरी बिंदु कहा जाता है, जिसने फेरोमैग्नेट में दूसरे क्रम के चरण संक्रमण की खोज की थी।

संक्रमण बिंदु पर राज्य के इस तरह के निरंतर परिवर्तन के साथ, दो अलग-अलग चरणों का कोई संतुलन नहीं होगा, क्योंकि संक्रमण पूरी मात्रा में तुरंत हुआ था। इसलिए, संक्रमण बिंदु पर आंतरिक ऊर्जा II में कोई उछाल नहीं है। नतीजतन, ऐसा संक्रमण संक्रमण की गुप्त गर्मी की रिहाई या अवशोषण के साथ नहीं होता है। लेकिन चूंकि संक्रमण बिंदु के ऊपर और नीचे के तापमान पर, पदार्थ अलग-अलग क्रिस्टलीय संशोधनों में होता है, इसलिए उनकी अलग-अलग गर्मी क्षमताएं होती हैं। इसका मतलब यह है कि चरण संक्रमण बिंदु पर, गर्मी क्षमता अचानक बदल जाती है, यानी तापमान के संबंध में आंतरिक ऊर्जा का व्युत्पन्न

वॉल्यूमेट्रिक विस्तार का गुणांक भी अचानक बदल जाता है, हालांकि संक्रमण बिंदु पर वॉल्यूम स्वयं नहीं बदलता है।

दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण ज्ञात हैं, जिसमें राज्य में निरंतर परिवर्तन का मतलब क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन नहीं है, बल्कि जिसमें राज्य भी पूरे मात्रा में एक साथ बदलता है। इस प्रकार के सबसे प्रसिद्ध संक्रमण एक फेरोमैग्नेटिक अवस्था से एक गैर-फेरोमैग्नेटिक अवस्था में एक पदार्थ का संक्रमण है, जो क्यूरी पॉइंट नामक तापमान पर होता है; कुछ धातुओं का सामान्य से अतिचालक अवस्था में संक्रमण, जिसमें विद्युत प्रतिरोध गायब हो जाता है। दोनों ही मामलों में, संक्रमण बिंदु पर क्रिस्टल की संरचना में कोई परिवर्तन नहीं होता है, लेकिन दोनों ही मामलों में राज्य पूरे वॉल्यूम में लगातार और एक साथ बदलता रहता है। दूसरे प्रकार का एक संक्रमण भी तरल हीलियम का संक्रमण हे I की अवस्था से He II की अवस्था में होता है। इन सभी मामलों में, संक्रमण बिंदु पर गर्मी क्षमता में उछाल देखा जाता है। (इस संबंध में, दूसरे क्रम के चरण संक्रमण के तापमान का दूसरा नाम है: इसे -बिंदु कहा जाता है, इस बिंदु पर गर्मी क्षमता में परिवर्तन की वक्र की प्रकृति के अनुसार; यह पहले से ही 118 में उल्लेख किया गया था , तरल हीलियम पर पाठ में।)

आइए अब थोड़ा और विस्तार से विश्लेषण करें कि चरण संक्रमण कैसे होते हैं। चरण परिवर्तनों में मुख्य भूमिका भौतिक मात्राओं के उतार-चढ़ाव द्वारा निभाई जाती है। एक तरल (§ .7) में निलंबित ठोस कणों की ब्राउनियन गति के कारण पर चर्चा करते समय हम उनसे पहले ही मिल चुके हैं।

उतार-चढ़ाव - ऊर्जा, घनत्व और उनसे जुड़ी अन्य मात्राओं में यादृच्छिक परिवर्तन - हमेशा मौजूद रहते हैं। लेकिन चरण संक्रमण बिंदु से बहुत दूर, वे बहुत कम मात्रा में दिखाई देते हैं और तुरंत फिर से घुल जाते हैं। जब पदार्थ में तापमान और दबाव महत्वपूर्ण के करीब होते हैं, तो उतार-चढ़ाव से आच्छादित मात्रा में, एक नए चरण की उपस्थिति संभव हो जाती है। पहले और दूसरे क्रम के चरण संक्रमणों के बीच पूरा अंतर इस तथ्य में निहित है कि संक्रमण बिंदु के पास उतार-चढ़ाव अलग तरह से विकसित होते हैं।

ऊपर पहले ही कहा जा चुका है कि प्रथम कोटि के संक्रमण में पुराने चरण के अंदर नाभिक के रूप में एक नया चरण उत्पन्न होता है। उनकी उपस्थिति का कारण ऊर्जा और घनत्व में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव है। जैसे-जैसे संक्रमण बिंदु निकट आता है, एक नए चरण की ओर जाने वाले उतार-चढ़ाव अधिक से अधिक बार होते हैं, और यद्यपि प्रत्येक उतार-चढ़ाव बहुत कम मात्रा को कवर करता है, एक साथ वे एक नए चरण के मैक्रोस्कोपिक नाभिक की उपस्थिति का कारण बन सकते हैं यदि एक संक्षेपण केंद्र है उनके गठन के स्थान पर।

दूसरे प्रकार के संक्रमण के मामले में, स्थिति बहुत अधिक जटिल है। चूंकि नया चरण पूरी मात्रा में एक ही बार में प्रकट होता है, सामान्य सूक्ष्म उतार-चढ़ाव अपने आप में एक चरण संक्रमण का कारण नहीं बन सकते हैं। उनका चरित्र काफी बदल जाता है। जैसे-जैसे महत्वपूर्ण तापमान करीब आता है, एक नए चरण में संक्रमण को "तैयार" करने वाले उतार-चढ़ाव पदार्थ के बढ़ते हिस्से को कवर करते हैं और अंत में, संक्रमण बिंदु पर अनंत हो जाते हैं,

यानी, वे पूरे होते हैं। संक्रमण बिंदु के नीचे, जब एक नया चरण पहले ही स्थापित हो चुका होता है, तो वे फिर से क्षय होने लगते हैं और धीरे-धीरे फिर से अल्पकालिक और अल्पकालिक हो जाते हैं।

एक दूसरे क्रम का चरण संक्रमण हमेशा सिस्टम की समरूपता में बदलाव से जुड़ा होता है; एक नए चरण में, या तो एक आदेश उत्पन्न होता है जो मूल में नहीं था (उदाहरण के लिए, व्यक्तिगत कणों के चुंबकीय क्षणों को संक्रमण पर आदेश दिया जाता है एक फेरोमैग्नेटिक अवस्था), या पहले से मौजूद क्रम में परिवर्तन (क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन के साथ संक्रमण के दौरान)।

यह नया आदेश चरण संक्रमण बिंदु के पास उतार-चढ़ाव में भी निहित है।

वर्णित संक्रमण तंत्र की एक स्पष्ट व्याख्या प्रसिद्ध "घूमने वाली भीड़ प्रभाव" (चित्र। 185) है। आइए कल्पना करें कि राहगीर फुटपाथ पर चल रहे हैं और सबसे यादृच्छिक दिशाओं में देख रहे हैं। यह सड़क पर भीड़ की "सामान्य" स्थिति है, जिसमें कोई व्यवस्था नहीं है। अब बिना किसी स्पष्ट कारण के राहगीरों में से एक को दूसरी मंजिल ("यादृच्छिक उतार-चढ़ाव") पर एक खाली खिड़की में घूरने दें। धीरे-धीरे, अधिक से अधिक लोग एक ही खिड़की से बाहर देखने लगते हैं, और अंत में, सभी की निगाहें एक बिंदु पर केंद्रित हो जाती हैं। एक "व्यवस्थित" चरण उभरा है, हालांकि कोई बाहरी ताकतें व्यवस्था की स्थापना में योगदान नहीं दे रही हैं - दूसरी मंजिल पर खिड़की के बाहर बिल्कुल कुछ नहीं होता है

दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण एक बहुत ही जटिल और दिलचस्प घटना है। संक्रमण बिंदु के तत्काल आसपास होने वाली प्रक्रियाओं की अभी तक पूरी तरह से जांच नहीं की गई है, और अनंत उतार-चढ़ाव की स्थिति में भौतिक मात्राओं के व्यवहार की एक पूरी तस्वीर अभी भी बनाई जा रही है।

थर्मोडायनामिक की विशेषता वाले राज्य मापदंडों में बदलाव के साथ एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण। संतुलन। t-ry, दबाव या k.-l का मान। अन्य भौतिक मात्राएँ जिस पर F. p. एक-घटक प्रणाली में होती है, कहलाती है। संक्रमण बिंदु। F. p. I प्रकार के गुणों के साथ, दबाव के संबंध में गिब्स ऊर्जा G के पहले डेरिवेटिव द्वारा व्यक्त किया गया आर,इन मापदंडों में निरंतर परिवर्तन के साथ टी-रे टी और अन्य पैरामीटर अचानक बदल जाते हैं। इस मामले में, संक्रमण गर्मी जारी या अवशोषित होती है। एक घटक प्रणाली में, संक्रमण तापमान 1 दबाव पी 1 . से संबंधित क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण dp 1 /dT 1 ==क्यूआईटी-1 डी वी,जहां क्यू संक्रमण की गर्मी है, डीवी वॉल्यूम कूद है। एक चरण I चरण को हिस्टैरिसीस घटना (उदाहरण के लिए, किसी एक चरण का अति ताप या सुपरकूलिंग) दूसरे चरण के नाभिक के गठन के लिए आवश्यक है और चरण चरण के लिए एक सीमित दर पर आगे बढ़ने के लिए आवश्यक है। स्थिर नाभिक की अनुपस्थिति में, अतितापित (सुपरकूल्ड) चरण मेटास्टेबल संतुलन की स्थिति में होता है (चित्र 1 देखें)। एक नए चरण का जन्म)।राज्य आरेख पर संक्रमण बिंदु के दोनों किनारों पर एक ही चरण मौजूद हो सकता है (यद्यपि मेटास्टेबल रूप से) (हालांकि, क्रिस्टलीय चरणों को पिघलने या उच्च बनाने की क्रिया तापमान से अधिक गरम नहीं किया जा सकता है)। बिंदु पर एफ. पी. राज्य के मापदंडों के एक समारोह के रूप में मैं गिब्स ऊर्जा जी की तरह निरंतर है (चित्र देखें। कला में। राज्य आरेख),और दोनों चरण मनमाने ढंग से लंबे समय तक सह-अस्तित्व में रह सकते हैं, यानी एक तथाकथित है। चरण पृथक्करण (उदाहरण के लिए, एक तरल और उसके वाष्प का सह-अस्तित्व या सिस्टम के दिए गए कुल आयतन के लिए एक ठोस और एक पिघल)।

एफ। पी। मैं दयालु - प्रकृति में व्यापक घटनाएं। इनमें गैस से तरल चरण में वाष्पीकरण और संघनन, पिघलने और जमने, गैस से ठोस चरण तक उच्च बनाने की क्रिया और संघनन (डिसब्लिमेशन), अधिकांश बहुरूपी परिवर्तन, ठोस में कुछ संरचनात्मक संक्रमण, उदाहरण के लिए, एक में मार्टेंसाइट का निर्माण शामिल है। लौह-कार्बन मिश्र धातु... शुद्ध सुपरकंडक्टर्स में, पर्याप्त रूप से मजबूत चुंबक। क्षेत्र सुपरकंडक्टिंग से सामान्य अवस्था में पहली तरह के चरण संक्रमण को प्रेरित करता है।

दूसरे प्रकार के एफ पी के तहत, मात्रा जी स्वयं और जी के पहले डेरिवेटिव के संबंध में टी, पीऔर अन्य राज्य पैरामीटर लगातार बदलते हैं, और दूसरा डेरिवेटिव (क्रमशः, गर्मी क्षमता, संपीड़ितता गुणांक और थर्मल विस्तार) पैरामीटर में निरंतर परिवर्तन के साथ अचानक या एकवचन बदलते हैं। ऊष्मा न तो निकलती है और न ही अवशोषित होती है, हिस्टैरिसीस घटनाएँ और मेटास्टेबल अवस्थाएँ अनुपस्थित होती हैं। करने के लिए एफ.पी. द्वितीय प्रकार, तापमान में परिवर्तन के साथ मनाया जाता है, उदाहरण के लिए, एक अनुचुंबकीय (अव्यवस्थित) राज्य से चुंबकीय रूप से आदेशित (फेरो- और फेरिमैग्नेटिक में संक्रमण) क्यूरी पॉइंट,नील बिंदु पर एंटीफेरोमैग्नेटिक) सहज चुंबकीयकरण की उपस्थिति के साथ (क्रमशः, संपूर्ण जाली में या प्रत्येक चुंबकीय उपखंड में); संक्रमण ढांकता हुआ - सहज ध्रुवीकरण की उपस्थिति के साथ फेरोइलेक्ट्रिक; ठोस में एक क्रमबद्ध अवस्था की उपस्थिति (मिश्र धातुओं के क्रम में); स्मेक्टिक संक्रमण। लिक्विड क्रिस्टलनेमेटिक में चरण, गर्मी क्षमता में असामान्य वृद्धि के साथ-साथ डीकंप के बीच संक्रमण के साथ। स्मेक्टिक चरण; 4 में एल-संक्रमण, विषम रूप से उच्च तापीय चालकता और अतिप्रवाह की उपस्थिति के साथ (अंजीर देखें। हीलियम);चुंबकीय की अनुपस्थिति में धातुओं का अतिचालक अवस्था में संक्रमण। खेत।

एफ. पी. दबाव में बदलाव के साथ जुड़ा हो सकता है। कम दबाव पर कई पदार्थ शिथिल रूप से पैक संरचनाओं में क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट की संरचना कार्बन परमाणुओं की व्यापक दूरी वाली परतों की एक श्रृंखला है। पर्याप्त रूप से उच्च दबावों पर, गिब्स ऊर्जा के बड़े मूल्य ऐसी ढीली संरचनाओं के अनुरूप होते हैं, और संतुलन निकट-पैक चरण छोटे मूल्यों के अनुरूप होते हैं। अतः उच्च दाब पर ग्रेफाइट हीरे में बदल जाता है। क्वांटम तरल पदार्थ 4 He और 3 वह एब्स के पास पहुंचने वाले न्यूनतम तापमान तक सामान्य दबाव में तरल रहता है। शून्य। इसकी वजह है कमजोर इंटरेक्शन। परमाणु और उनके "शून्य कंपन" का बड़ा आयाम (क्वांटम टनलिंग की एक निश्चित स्थिति से दूसरी स्थिति में उच्च संभावना)। हालांकि, दबाव में वृद्धि के कारण तरल हीलियम जम जाता है; उदाहरण के लिए, 4 वह 2.5 एमपीए पर षट्भुज बनाता है, एक बंद-पैक जाली।

दूसरी तरह के एफ। पी। की सामान्य व्याख्या 1937 में एल। डी। लैंडौ द्वारा प्रस्तावित की गई थी। संक्रमण बिंदु के ऊपर, सिस्टम, एक नियम के रूप में, संक्रमण बिंदु के नीचे की तुलना में एक उच्च समरूपता है, इसलिए एफ। पी। जीनस को समरूपता परिवर्तन के बिंदु के रूप में माना जाता है। उदाहरण के लिए, क्यूरी बिंदु के ऊपर फेरोमैग्नेट में, स्पिन मैग्नेट की दिशा। कणों के क्षणों को बेतरतीब ढंग से वितरित किया जाता है, इसलिए एक ही अक्ष के चारों ओर एक ही कोण से सभी स्पिनों के एक साथ घूमने से भौतिक परिवर्तन नहीं होता है। सिस्टम में सेंट। पीठ के संक्रमण बिंदुओं के नीचे फायदे हैं। अभिविन्यास, और उपरोक्त अर्थों में उनका संयुक्त घुमाव चुंबकीय की दिशा को बदल देता है। प्रणाली का क्षण। एक दो-घटक मिश्र धातु में, जिसके परमाणु A और B एक साधारण घन के स्थानों पर स्थित होते हैं। क्रिस्टलीय जाली, अव्यवस्थित अवस्था अराजक की विशेषता है। जाली नोड्स पर ए और बी का वितरण, ताकि एक अवधि से जाली बदलाव आर.वी. संक्रमण बिंदु के नीचे, मिश्र धातु परमाणुओं का आदेश दिया जाता है: ...ABAB... इस तरह की जाली के एक आवर्त में बदलाव से सभी परमाणु A, B से और इसके विपरीत बदल जाते हैं। टी। एआर।, जाली की समरूपता कम हो जाती है, क्योंकि परमाणुओं ए और बी द्वारा गठित उपखंड कोई भी नहीं बन जाते हैं।

समरूपता प्रकट होती है और अचानक गायब हो जाती है; इस मामले में, समरूपता के उल्लंघन को भौतिक द्वारा विशेषता दी जा सकती है। मान, टू-पैराडाइज़ के साथ F. p. II प्रकार लगातार बदलता रहता है और कहलाता है। आदेश पैरामीटर। शुद्ध तरल पदार्थों के लिए, ऐसा पैरामीटर घनत्व है, समाधान के लिए - संरचना, फेरो- और फेरिमैग्नेट्स के लिए - सहज चुंबकीयकरण, फेरोइलेक्ट्रिक्स के लिए - सहज विद्युत। ध्रुवीकरण, मिश्र धातुओं के लिए - स्मेक्टिक के लिए आदेशित परमाणुओं का अनुपात। लिक्विड क्रिस्टल - घनत्व तरंग का आयाम, आदि। इन सभी मामलों में, दूसरी तरह के एफ। पी। बिंदु के ऊपर टी-आरएच पर, ऑर्डर पैरामीटर शून्य है, इस बिंदु के नीचे इसकी विषम वृद्धि शुरू होती है, जिससे अधिकतम . टी = ओ पर मूल्य।

संक्रमण की गर्मी की अनुपस्थिति, घनत्व में कूदता है, और सांद्रता, जो कि एफ.पी. II प्रकार की विशेषता है, को भी महत्वपूर्ण में देखा जाता है। पहली तरह के F. p. के वक्रों पर बिंदु (देखें .) महत्वपूर्ण घटनाएँ)।समानता बहुत गहरी है। क्रिटिकल के बारे में स्टेट इन-वा। अंक को एक मात्रा द्वारा भी चित्रित किया जा सकता है जो एक आदेश पैरामीटर की भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, संतुलन तरल - वाष्प के मामले में, ऐसा पैरामीटर महत्वपूर्ण से द्वीप के घनत्व का विचलन है। मान: एक महत्वपूर्ण के साथ आगे बढ़ते समय उच्च टीआर गैस की ओर से आइसोकोर समरूप है और क्रांतिक से घनत्व विचलन है। मान शून्य है, और महत्वपूर्ण से नीचे है। t-ry in-in को दो चरणों में स्तरीकृत किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में महत्वपूर्ण से घनत्व का विचलन शून्य के बराबर नहीं होता है।

चूंकि चरण दूसरे प्रकार के एफ पी के बिंदु के पास एक दूसरे से थोड़ा भिन्न होते हैं, क्रम पैरामीटर के उतार-चढ़ाव का अस्तित्व उसी तरह संभव है, जैसे कि महत्वपूर्ण के पास। अंक। क्रिटिकल इससे जुड़ा है। दूसरी तरह के एफ.पी. के बिंदुओं पर घटना: परिमाण की विषम वृद्धि। फेरोमैग्नेट्स और ढांकता हुआ की संवेदनशीलता। फेरोइलेक्ट्रिक्स की संवेदनशीलता (द्रव-वाष्प संक्रमण के महत्वपूर्ण बिंदु के निकट संपीड्यता में वृद्धि के अनुरूप है); गर्मी क्षमता में तेज वृद्धि; तरल में प्रकाश तरंगों का विषम प्रकीर्णन - वाष्प प्रणाली (तथाकथित महत्वपूर्ण ओपेलेसेंस), ठोस में एक्स-रे, फेरोमैग्नेट में न्यूट्रॉन। उल्लेखनीय रूप से परिवर्तन और गतिशील। प्रक्रियाएं, जो परिणामी उतार-चढ़ाव के बहुत धीमी गति से पुनर्जीवन से जुड़ी हैं। उदाहरण के लिए, महत्वपूर्ण के पास बिंदु तरल - वाष्प क्रमशः क्यूरी और नील बिंदुओं के पास, प्रकाश के रेले प्रकीर्णन की रेखा को संकीर्ण करता है। फेरोमैग्नेट्स और एंटीफेरोमैग्नेट्स में, स्पिन प्रसार धीमा हो जाता है (प्रसार के नियमों के अनुसार होने वाले अतिरिक्त चुंबकत्व का प्रसार)। उतार-चढ़ाव का औसत आकार (सहसंबंध त्रिज्या) बढ़ता है क्योंकि यह दूसरे क्रम के चरण समारोह के बिंदु तक पहुंचता है और इस बिंदु पर असामान्य रूप से बड़ा हो जाता है। इसका मतलब यह है कि संक्रमण बिंदु पर द्वीप का कोई भी हिस्सा अन्य हिस्सों में हुए परिवर्तनों को "महसूस" करता है। इसके विपरीत, दूसरे प्रकार के संक्रमण बिंदु से दूर, उतार-चढ़ाव सांख्यिकीय रूप से स्वतंत्र हैं और सिस्टम के किसी दिए गए हिस्से में राज्य में यादृच्छिक परिवर्तन इसके अन्य भागों के गुणों को प्रभावित नहीं करते हैं।

चरण संक्रमणों को दो प्रकारों में विभाजित करना कुछ हद तक मनमाना है, क्योंकि पहले प्रकार के चरण संक्रमण क्रम पैरामीटर में छोटे कूद और दृढ़ता से विकसित उतार-चढ़ाव के साथ संक्रमण की कम गर्मी के साथ होते हैं। ये है तरल क्रिस्टल के बीच संक्रमण के लिए विशिष्ट नायब। चरण अक्सर ये पहली तरह के एफ.पी., जीनस के एफ.पी.पी के बहुत करीब होते हैं। इसलिए, वे आमतौर पर आलोचना के साथ होते हैं। घटना लिक्विड क्रिस्टल में कई एफ पी की प्रकृति बातचीत से निर्धारित होती है। अनेक दिसंबर के साथ जुड़े आदेश पैरामीटर। समरूपता के प्रकार। किसी org. चोर तथाकथित। लिक्विड क्रिस्टल लौटाएं चरण जो प्राथमिक निमेटिक, कोलेस्टरिक के अस्तित्व के तापमान से नीचे ठंडा होने पर दिखाई देते हैं। और स्मेक्टिक। चरण

चरण आरेख पर एक विलक्षण बिंदु जिस पर पहली तरह के संक्रमण की रेखा दूसरी तरह के संक्रमण की रेखा में बदल जाती है, कहलाती है। ट्रिकिकल बिंदु ट्राइक्रिटिकल पी-रैक्स 4 हे - 3 हे में सुपरफ्लुइड अवस्था में एफ.पी. की तर्ज पर डॉट्स पाए गए, अमोनियम हैलाइड्स में ओरिएंटल ट्रांज़िशन की तर्ज पर, नेमैटिक के ट्रांज़िशन की तर्ज पर। लिक्विड क्रिस्टल - स्मेक्टिक। लिक्विड क्रिस्टल और अन्य प्रणालियों में।

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संक्रमण एक चाल से दूसरी चाल में और एक लय से दूसरी लय में संक्रमण स्पष्ट रूप से दिखाई देना चाहिए, लेकिन आसानी से किया जाना चाहिए, झटके से नहीं। किसी कार्यक्रम को क्रियान्वित करते समय, व्यक्ति को बिल्कुल निर्धारित स्थान पर परिवर्तन करने पर ध्यान देना चाहिए। तक

चरण प्रयोग

मानव मस्तिष्क की सुपरपावर पुस्तक से। अवचेतन में यात्रा लेखक इंद्रधनुष माइकल

चरण प्रयोग इस खंड में, चरण तक पहुँचने के तथ्य पर नहीं, बल्कि इसमें आगे की आंतरिक क्रियाओं पर जोर दिया जाता है: अंतरिक्ष में घूमना, इसे नियंत्रित करना, वस्तुओं और प्रयोगों को खोजना। समय-समय पर अभ्यासी अपने प्रयोगों को निर्देशित करने का प्रयास करते हैं

§ 4.18 पहली और दूसरी तरह के चरण संक्रमण

रिट्ज बैलिस्टिक थ्योरी एंड द पिक्चर ऑफ द यूनिवर्स पुस्तक से लेखक सेमीकोव सर्गेई अलेक्जेंड्रोविच

4.18 पहली और दूसरी तरह के चरण संक्रमण मेरा मानना ​​​​है कि हमें भौतिकी में समरूपता की अवधारणाओं को पेश करना चाहिए, जो क्रिस्टलोग्राफरों से परिचित हैं। पी. क्यूरी, "ऑन द सिमिट्री ऑफ फिजिकल फेनोमेना", 1894। इन अध्ययनों को, यदि पी. क्यूरी द्वारा जारी रखा गया, तो शायद विकास के लिए हो सकता है

7. पहले और दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण

लेखक बुस्लेवा ऐलेना मिखाइलोव्नस

7. I और II प्रकार के चरण संक्रमण तरल अवस्था में घटक (घटक ए) अनिश्चित काल तक घुलनशील होते हैं, ठोस अवस्था में घटक (घटक बी) रासायनिक यौगिक नहीं बनाते हैं और अघुलनशील होते हैं। राज्य आरेख निर्देशांक में एक ग्राफ का प्रतिनिधित्व करते हैं मिश्र धातु -

12. ठोस अवस्था में चरण परिवर्तन

सामग्री विज्ञान पुस्तक से। पालना लेखक बुस्लेवा ऐलेना मिखाइलोव्नस

12. ठोस अवस्था में चरण परिवर्तन एक चरण प्रणाली का एक सजातीय हिस्सा है, जो एक इंटरफेस द्वारा सिस्टम के दूसरे भाग (चरण) से अलग होता है, जिसके माध्यम से रासायनिक संरचना या संरचना अचानक बदल जाती है। जब शुद्ध धातु क्रिस्टलीकृत होती है में

27. लोहे की संरचना और गुण; मेटास्टेबल और स्थिर लौह-कार्बन चरण आरेख। कार्बन स्टील्स की संरचना का गठन। संरचना द्वारा इस्पात में कार्बन सामग्री का निर्धारण

सामग्री विज्ञान पुस्तक से। पालना लेखक बुस्लेवा ऐलेना मिखाइलोव्नस

27. लोहे की संरचना और गुण; मेटास्टेबल और स्थिर लौह-कार्बन चरण आरेख। कार्बन स्टील्स की संरचना का गठन। संरचना द्वारा स्टील में कार्बन सामग्री का निर्धारण आयरन-कार्बन मिश्र धातु सबसे आम धातु है

ऊष्मप्रवैगिकी में चरण संक्रमण (चरण परिवर्तन)- बाहरी परिस्थितियों में परिवर्तन होने पर किसी पदार्थ का एक थर्मोडायनामिक चरण से दूसरे में संक्रमण। अपने गहन मापदंडों (तापमान, दबाव, आदि) में परिवर्तन के साथ एक चरण आरेख के साथ एक प्रणाली की गति के दृष्टिकोण से, एक चरण संक्रमण तब होता है जब सिस्टम दो चरणों को अलग करने वाली रेखा को पार करता है। चूंकि अलग-अलग थर्मोडायनामिक चरणों को राज्य के विभिन्न समीकरणों द्वारा वर्णित किया जाता है, इसलिए एक ऐसी मात्रा का पता लगाना हमेशा संभव होता है जो एक चरण संक्रमण के दौरान अचानक बदल जाती है।

चूंकि थर्मोडायनामिक चरणों में विभाजन किसी पदार्थ की कुल अवस्थाओं में विभाजन की तुलना में राज्यों का एक छोटा वर्गीकरण है, प्रत्येक चरण संक्रमण के साथ समग्र अवस्था में परिवर्तन नहीं होता है। हालाँकि, एकत्रीकरण की स्थिति में कोई भी परिवर्तन एक चरण संक्रमण है।

सबसे अधिक बार माना जाने वाला चरण संक्रमण तापमान में परिवर्तन के साथ होता है, लेकिन एक स्थिर दबाव पर (आमतौर पर 1 वातावरण के बराबर)। यही कारण है कि एक चरण संक्रमण, पिघलने बिंदु, आदि के "बिंदु" (और रेखा नहीं) शब्द अक्सर उपयोग किए जाते हैं। बेशक, एक चरण संक्रमण दबाव में परिवर्तन और निरंतर तापमान और दबाव दोनों के साथ हो सकता है, लेकिन साथ में घटकों की एकाग्रता में परिवर्तन (उदाहरण के लिए, एक समाधान में नमक क्रिस्टल की उपस्थिति जो संतृप्ति तक पहुंच गई है)।

चरण संक्रमण का वर्गीकरण

पर प्रथम-क्रम चरण संक्रमणसबसे महत्वपूर्ण, प्राथमिक व्यापक पैरामीटर अचानक बदल जाते हैं: विशिष्ट मात्रा, संग्रहीत आंतरिक ऊर्जा की मात्रा, घटकों की एकाग्रता, आदि। हम जोर देते हैं: हमारा मतलब तापमान, दबाव आदि में परिवर्तन के साथ इन मात्राओं में अचानक परिवर्तन से है, और समय में अचानक परिवर्तन नहीं (बाद के लिए, नीचे चरण संक्रमण की गतिशीलता अनुभाग देखें)।

सबसे आम उदाहरण पहली तरह के चरण संक्रमण:

• पिघलने और जमना
• उबलना और संघनन
• ऊर्ध्वपातन और उर्ध्वपातन

पर दूसरे प्रकार का चरण संक्रमणघनत्व और आंतरिक ऊर्जा नहीं बदलती है, इसलिए ऐसा चरण संक्रमण नग्न आंखों को दिखाई नहीं दे सकता है। तापमान और दबाव के संबंध में उनके डेरिवेटिव द्वारा छलांग का अनुभव किया जाता है: गर्मी क्षमता, थर्मल विस्तार का गुणांक, विभिन्न संवेदनशीलता, आदि।

दूसरे प्रकार के चरण संक्रमणउन मामलों में होता है जब किसी पदार्थ की संरचना की समरूपता बदल जाती है (समरूपता पूरी तरह से गायब या घट सकती है)। लैंडौ के सिद्धांत द्वारा समरूपता में परिवर्तन के परिणामस्वरूप दूसरे क्रम के चरण संक्रमण का विवरण दिया गया है। वर्तमान में, यह समरूपता में बदलाव के बारे में नहीं, बल्कि ऑर्डर पैरामीटर के संक्रमण बिंदु पर उपस्थिति के बारे में बात करने के लिए प्रथागत है, जो कम ऑर्डर किए गए चरण में शून्य के बराबर है और शून्य (संक्रमण बिंदु पर) से गैर-शून्य तक भिन्न होता है। अधिक क्रमबद्ध चरण में मान।

दूसरे क्रम के चरण संक्रमण के सबसे आम उदाहरण: एक महत्वपूर्ण बिंदु के माध्यम से एक प्रणाली का मार्ग

• पैरामैग्नेट-फेरोमैग्नेट या पैरामैग्नेट-एंटीफेरोमैग्नेट ट्रांजिशन (ऑर्डर पैरामीटर - मैग्नेटाइजेशन)
• सुपरकंडक्टिविटी की स्थिति में धातुओं और मिश्र धातुओं का संक्रमण (ऑर्डर पैरामीटर सुपरकंडक्टिंग कंडेनसेट का घनत्व है)
• तरल हीलियम का सुपरफ्लुइड अवस्था में संक्रमण (पीपी - सुपरफ्लुइड घटक का घनत्व)
• अनाकार सामग्री का कांच की अवस्था में संक्रमण

आधुनिक भौतिकी उन प्रणालियों की भी जांच करती है जिनमें तीसरे चरण के संक्रमणया उच्च प्रकार।

हाल ही में, क्वांटम चरण संक्रमण की अवधारणा व्यापक हो गई है, अर्थात। एक चरण संक्रमण शास्त्रीय थर्मल उतार-चढ़ाव द्वारा नियंत्रित नहीं होता है, लेकिन क्वांटम वाले द्वारा नियंत्रित होता है, जो पूर्ण शून्य तापमान पर भी मौजूद होता है, जहां नर्नस्ट प्रमेय के कारण शास्त्रीय चरण संक्रमण को महसूस नहीं किया जा सकता है।

चरण संक्रमण की गतिशीलता

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, किसी पदार्थ के गुणों में उछाल का मतलब तापमान और दबाव में बदलाव के साथ एक छलांग है। वास्तव में, प्रणाली पर कार्य करके, हम इन मात्राओं को नहीं, बल्कि इसकी मात्रा और इसकी कुल आंतरिक ऊर्जा को बदलते हैं। यह परिवर्तन हमेशा कुछ सीमित दर पर होता है, जिसका अर्थ है कि घनत्व या विशिष्ट आंतरिक ऊर्जा में पूरे अंतराल को "कवर" करने के लिए, हमें कुछ सीमित समय की आवश्यकता होती है। इस समय के दौरान, पदार्थ की पूरी मात्रा में चरण संक्रमण तुरंत नहीं होता है, लेकिन धीरे-धीरे होता है। इस मामले में, पहले प्रकार के चरण संक्रमण के मामले में, एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा जारी की जाती है (या ली जाती है), जिसे चरण संक्रमण की गर्मी कहा जाता है। चरण संक्रमण को रोकने के लिए, इस गर्मी को लगातार निकालना (या आपूर्ति) करना आवश्यक है, या सिस्टम पर काम करके इसकी भरपाई करना आवश्यक है।

नतीजतन, इस समय के दौरान, प्रक्रिया पूरी होने तक सिस्टम "फ्रीज" (यानी, दबाव और तापमान स्थिर रहता है) का वर्णन करने वाले चरण आरेख पर बिंदु।

साहित्य

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ऊष्मप्रवैगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा किसी पदार्थ के विभिन्न चरणों के बीच परिवर्तनों का अध्ययन है, क्योंकि ये प्रक्रियाएं व्यवहार में होती हैं और कुछ शर्तों के तहत एक प्रणाली के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए मौलिक महत्व की हैं। इन परिवर्तनों को चरण संक्रमण कहा जाता है, जिसके लिए लेख समर्पित है।

एक चरण और एक प्रणाली घटक की अवधारणा

भौतिकी में चरण संक्रमण पर विचार करने से पहले, चरण की अवधारणा को ही परिभाषित करना आवश्यक है। जैसा कि सामान्य भौतिकी के पाठ्यक्रम से जाना जाता है, पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं: गैसीय, ठोस और तरल। विज्ञान के एक विशेष खंड में - ऊष्मप्रवैगिकी में - नियम पदार्थ के चरणों के लिए तैयार किए जाते हैं, न कि उनके एकत्रीकरण के राज्यों के लिए। एक चरण को पदार्थ की एक निश्चित मात्रा के रूप में समझा जाता है जिसमें एक सजातीय संरचना होती है, जो विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों की विशेषता होती है और शेष पदार्थ से सीमाओं से अलग होती है, जिसे इंटरफेज़ कहा जाता है।

इस प्रकार, "चरण" की अवधारणा में इसके एकत्रीकरण की स्थिति की तुलना में पदार्थ के गुणों के बारे में अधिक व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण जानकारी होती है। उदाहरण के लिए, लोहे जैसी धातु की ठोस अवस्था निम्नलिखित चरणों में हो सकती है: निम्न तापमान चुंबकीय शरीर केंद्रित घन (बीसीसी), कम तापमान गैर चुंबकीय बीसीसी, चेहरा केंद्रित घन (एफसीसी), और उच्च तापमान गैर चुंबकीय बीसीसी।

"चरण" की अवधारणा के अलावा, ऊष्मप्रवैगिकी के नियम "घटक" शब्द का भी उपयोग करते हैं, जिसका अर्थ है कि एक विशेष प्रणाली बनाने वाले रासायनिक तत्वों की संख्या। इसका मतलब है कि चरण मोनोकंपोनेंट (1 रासायनिक तत्व) और मल्टीकंपोनेंट (कई रासायनिक तत्व) दोनों हो सकता है।

गिब्स प्रमेय और एक प्रणाली के चरणों के बीच संतुलन

चरण संक्रमणों को समझने के लिए, उनके बीच संतुलन की स्थिति को जानना आवश्यक है। इन शर्तों को गणितीय रूप से उनमें से प्रत्येक के लिए गिब्स समीकरणों की प्रणाली को हल करके प्राप्त किया जा सकता है, यह मानते हुए कि संतुलन की स्थिति तब तक पहुंच जाती है जब बाहरी प्रभाव से पृथक सिस्टम की कुल गिब्स ऊर्जा बदलना बंद हो जाती है।

समीकरणों की इस प्रणाली को हल करने के परिणामस्वरूप, कई चरणों के बीच संतुलन के अस्तित्व के लिए स्थितियां प्राप्त होती हैं: एक पृथक प्रणाली केवल तभी विकसित होगी जब प्रत्येक घटक के दबाव, रासायनिक क्षमता और सभी चरणों में तापमान एक दूसरे के बराबर हों।

संतुलन के लिए गिब्स चरण नियम

कई चरणों और घटकों से युक्त एक प्रणाली न केवल कुछ शर्तों के तहत संतुलन में हो सकती है, उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट तापमान और दबाव पर। संतुलन के लिए गिब्स प्रमेय में कुछ चर को चरणों की संख्या और इस संतुलन में मौजूद घटकों की संख्या दोनों को बनाए रखते हुए बदला जा सकता है। प्रणाली में संतुलन को बिगाड़े बिना चरों की संख्या को बदला जा सकता है, इस प्रणाली की स्वतंत्रता की संख्या कहलाती है।

f चरणों और k घटकों से युक्त प्रणाली की स्वतंत्रता l की संख्या विशिष्ट रूप से गिब्स चरण नियम से निर्धारित होती है। यह नियम गणितीय रूप से इस प्रकार लिखा गया है: l + f = k + 2. इस नियम के साथ कैसे कार्य करें? बहुत आसान। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि प्रणाली में f=3 संतुलन चरण होते हैं। ऐसी प्रणाली में कम से कम कितने घटक हो सकते हैं? आप इस प्रश्न का उत्तर निम्न प्रकार से तर्क द्वारा दे सकते हैं: संतुलन के मामले में, सबसे कठोर परिस्थितियाँ तब मौजूद होती हैं जब इसे केवल कुछ संकेतकों पर महसूस किया जाता है, अर्थात, किसी भी थर्मोडायनामिक पैरामीटर में बदलाव से असंतुलन होगा। इसका मतलब है कि स्वतंत्रता की संख्या एल = 0। एल और एफ के ज्ञात मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम के = 1 प्राप्त करते हैं, अर्थात, एक प्रणाली जिसमें तीन चरण संतुलन में हैं, में एक घटक शामिल हो सकता है। एक उल्लेखनीय उदाहरण पानी का त्रिगुण बिंदु है, जब बर्फ, तरल पानी और भाप विशिष्ट तापमान और दबाव पर संतुलन में मौजूद होते हैं।

चरण परिवर्तनों का वर्गीकरण

यदि आप एक ऐसी प्रणाली में कुछ बदलना शुरू करते हैं जो संतुलन में है, तो आप देख सकते हैं कि कैसे एक चरण गायब हो जाएगा, और दूसरा दिखाई देगा। इस प्रक्रिया का एक सरल उदाहरण बर्फ को गर्म करने पर पिघलना है।

यह देखते हुए कि गिब्स समीकरण केवल दो चर (दबाव और तापमान) पर निर्भर करता है, और एक चरण संक्रमण में इन चरों में परिवर्तन शामिल होता है, तो गणितीय रूप से चरणों के बीच संक्रमण को इसके चर के संबंध में गिब्स ऊर्जा को अलग करके वर्णित किया जा सकता है। यह वह दृष्टिकोण था जिसका उपयोग ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी पॉल एरेनफेस्ट ने 1933 में किया था, जब उन्होंने चरण संतुलन में बदलाव के साथ होने वाली सभी ज्ञात थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं का एक वर्गीकरण संकलित किया था।

ऊष्मप्रवैगिकी की मूल बातें से यह निम्नानुसार है कि तापमान के संबंध में गिब्स ऊर्जा का पहला व्युत्पन्न प्रणाली के एन्ट्रापी में परिवर्तन के बराबर है। दबाव के संबंध में गिब्स ऊर्जा का व्युत्पन्न आयतन में परिवर्तन के बराबर है। यदि, जब सिस्टम में चरण बदलते हैं, एन्ट्रापी या वॉल्यूम में विराम होता है, अर्थात वे तेजी से बदलते हैं, तो वे पहले क्रम के चरण संक्रमण की बात करते हैं।

इसके अलावा, तापमान और दबाव के संबंध में गिब्स ऊर्जा का दूसरा व्युत्पन्न क्रमशः ताप क्षमता और वॉल्यूमेट्रिक विस्तार का गुणांक है। यदि चरणों के बीच परिवर्तन संकेतित भौतिक मात्राओं के मूल्यों में एक असंततता के साथ होता है, तो एक दूसरे क्रम के चरण संक्रमण की बात करता है।

चरणों के बीच परिवर्तन के उदाहरण

प्रकृति में विभिन्न संक्रमणों की एक बड़ी संख्या है। इस वर्गीकरण के ढांचे के भीतर, पहली तरह के संक्रमणों के हड़ताली उदाहरण धातुओं के पिघलने या हवा से जल वाष्प के संघनन की प्रक्रियाएं हैं, जब सिस्टम में मात्रा में उछाल होता है।

यदि हम दूसरे प्रकार के संक्रमणों के बारे में बात करते हैं, तो हड़ताली उदाहरण 768 C के तापमान पर एक चुंबकीय से एक अनुचुंबकीय अवस्था में लोहे के परिवर्तन या एक धातु कंडक्टर के एक अतिचालक राज्य में पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर परिवर्तन होते हैं।

समीकरण जो पहली तरह के संक्रमणों का वर्णन करते हैं

व्यवहार में, अक्सर यह जानना आवश्यक होता है कि किसी सिस्टम में चरण परिवर्तन होने पर तापमान, दबाव और अवशोषित (मुक्त) ऊर्जा कैसे बदलती है। इस उद्देश्य के लिए दो महत्वपूर्ण समीकरणों का उपयोग किया जाता है। वे ऊष्मप्रवैगिकी की मूल बातों के ज्ञान के आधार पर प्राप्त किए जाते हैं:

1. क्लैपेरॉन का सूत्र, जो विभिन्न चरणों के बीच परिवर्तन के दौरान दबाव और तापमान के बीच संबंध स्थापित करता है।
2. क्लॉसियस सूत्र, जो परिवर्तन के दौरान अवशोषित (जारी) ऊर्जा और सिस्टम के तापमान से संबंधित है।

दोनों समीकरणों का उपयोग न केवल भौतिक मात्राओं की मात्रात्मक निर्भरता प्राप्त करने में है, बल्कि चरण आरेखों में संतुलन वक्रों के ढलान के संकेत को निर्धारित करने में भी है।

दूसरे प्रकार के संक्रमणों का वर्णन करने के लिए समीकरण

पहली और दूसरी तरह के चरण संक्रमणों का वर्णन विभिन्न समीकरणों द्वारा किया जाता है, क्योंकि दूसरी तरह के संक्रमणों के लिए और क्लॉसियस का उपयोग गणितीय अनिश्चितता की ओर जाता है।

उत्तरार्द्ध का वर्णन करने के लिए, एरेनफेस्ट समीकरणों का उपयोग किया जाता है, जो परिवर्तन प्रक्रिया के दौरान ताप क्षमता में परिवर्तन और वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के गुणांक के ज्ञान के माध्यम से दबाव और तापमान में परिवर्तन के बीच संबंध स्थापित करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में कंडक्टर-सुपरकंडक्टर संक्रमणों का वर्णन करने के लिए एरेनफेस्ट समीकरणों का उपयोग किया जाता है।

चरण आरेखों का महत्व

चरण आरेख उन क्षेत्रों का एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व है जिसमें संबंधित चरण संतुलन में मौजूद हैं। इन क्षेत्रों को चरणों के बीच संतुलन रेखाओं द्वारा अलग किया जाता है। P-T (दबाव-तापमान), T-V (तापमान-मात्रा) और P-V (दबाव-मात्रा) कुल्हाड़ियों का अक्सर उपयोग किया जाता है।

चरण आरेखों का महत्व इस तथ्य में निहित है कि वे आपको यह अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं कि जब बाहरी स्थितियां तदनुसार बदलती हैं तो सिस्टम किस चरण में होगा। वांछित गुणों वाली संरचना प्राप्त करने के लिए इस जानकारी का उपयोग विभिन्न सामग्रियों के ताप उपचार में किया जाता है।