ჩვენ განვიხილეთ თხევადი და აირისებრი მდგომარეობიდან მყარზე გადასვლა, ანუ კრისტალიზაცია და საპირისპირო გადასვლები - დნობა და სუბლიმაცია. ადრე ჩვ. VII გავეცანით სითხის ორთქლზე გადასვლას - აორთქლებას და საპირისპირო გადასვლას - კონდენსაციას. ყველა ამ ფაზური გადასვლის (გარდაქმნების) დროს სხეული ან გამოყოფს ან შთანთქავს ენერგიას შესაბამისი გადასვლის ლატენტური სითბოს სახით (დნობის სითბო, აორთქლების სითბო და ა.შ.).

ფაზურ გადასვლებს, რომლებსაც თან ახლავს ენერგიის ნახტომი ან ენერგიასთან დაკავშირებული სხვა რაოდენობები, როგორიცაა სიმკვრივე, ეწოდება პირველი რიგის ფაზურ გადასვლებს.

პირველი ტიპის ფაზური გადასვლებისთვის დამახასიათებელია ნახტომის მსგავსი, ანუ ძალიან ვიწრო ტემპერატურის დიაპაზონში, ნივთიერებების თვისებების ცვლილება. ამიტომ შეიძლება ვისაუბროთ გარკვეულ გარდამავალ ტემპერატურაზე ან გარდამავალ წერტილზე: დუღილის, დნობის წერტილი და

ფაზური გადასვლების ტემპერატურები დამოკიდებულია გარე პარამეტრზე - წნევა მოცემულ ტემპერატურაზე, ფაზების წონასწორობა, რომელთა შორისაც ხდება გადასვლა, მყარდება კარგად განსაზღვრულ წნევაზე. ფაზის წონასწორობის ხაზი აღწერილია ჩვენთვის ცნობილი კლაუსიუს-კლაპეირონის განტოლებით:

სად არის გარდამავალი მოლური სითბო და არის ორივე ფაზის მოლური მოცულობა.

პირველი რიგის ფაზური გადასვლების დროს, ახალი ფაზა დაუყოვნებლივ არ ჩნდება მთელ მოცულობაში. ჯერ იქმნება ახალი ფაზის ბირთვები, რომლებიც შემდეგ იზრდებიან და ვრცელდება მთელ მოცულობაზე.

ჩვენ შევხვდით ბირთვების წარმოქმნის პროცესს თხევადი კონდენსაციის პროცესის განხილვისას. კონდენსაციისთვის საჭიროა კონდენსაციის ცენტრების (ბირთვების) არსებობა მტვრის მარცვლების, იონების და ა.შ. ანალოგიურად, კრისტალიზაციის ცენტრები აუცილებელია სითხის გამაგრებისთვის. ასეთი ცენტრების არარსებობის შემთხვევაში, ორთქლი ან სითხე შეიძლება იყოს სუპერგრილ მდგომარეობაში. შესაძლებელია, მაგალითად, სუფთა წყლის ტემპერატურაზე დიდი ხნის განმავლობაში დაკვირვება

თუმცა არის ფაზური გადასვლები, რომლებშიც ტრანსფორმაცია ხდება დაუყოვნებლივ მთელ მოცულობაში ბროლის გისოსის უწყვეტი ცვლილების შედეგად, ანუ ნაწილაკების ურთიერთგანლაგება გისოსებში. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ის ფაქტი, რომ გარკვეულ ტემპერატურაზე იცვლება მედის სიმეტრია, მაგალითად, დაბალი სიმეტრიის მქონე გისოსი გადადის უფრო მაღალი სიმეტრიის მქონე გისოსზე. ეს ტემპერატურა იქნება ფაზური გადასვლის წერტილი, რომელსაც ამ შემთხვევაში მეორე რიგის ფაზის გადასვლას უწოდებენ. ტემპერატურას, რომელზედაც ხდება მეორე რიგის ფაზის გადასვლა, ეწოდება კიურის წერტილს, პიერ კიურის სახელით, რომელმაც აღმოაჩინა მეორე რიგის ფაზის გადასვლა ფერომაგნიტებში.

გარდამავალ წერტილში მდგომარეობის ასეთი უწყვეტი ცვლილებით, არ იქნება ორი განსხვავებული ფაზის წონასწორობა, რადგან გადასვლა მოხდა დაუყოვნებლივ მთელ მოცულობაში. მაშასადამე, გარდამავალ წერტილში II შიდა ენერგიის ნახტომი არ არის. შესაბამისად, ასეთ გადასვლას არ ახლავს გადასვლის ლატენტური სითბოს გამოყოფა ან შთანთქმა. მაგრამ ვინაიდან გარდამავალი წერტილის ზემოთ და ქვემოთ ტემპერატურაზე ნივთიერება განსხვავებულ კრისტალურ მოდიფიკაციაშია, მათ აქვთ განსხვავებული სითბოს სიმძლავრე. ეს ნიშნავს, რომ ფაზის გარდამავალ წერტილში სითბოს სიმძლავრე მკვეთრად იცვლება, ანუ შიდა ენერგიის წარმოებული ტემპერატურასთან მიმართებაში.

მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტიც მკვეთრად იცვლება, თუმცა თავად მოცულობა გარდამავალ წერტილში არ იცვლება.

ცნობილია მეორე რიგის ფაზური გადასვლები, რომლებშიც მდგომარეობის უწყვეტი ცვლილება არ ნიშნავს კრისტალური სტრუქტურის ცვლილებას, მაგრამ როდესაც მდგომარეობა ასევე იცვლება ერთდროულად მთელ მოცულობაში. ამ ტიპის ყველაზე ცნობილი გადასვლები არის ნივთიერების გადასვლა ფერომაგნიტური მდგომარეობიდან არაფერომაგნიტურ მდგომარეობაში, რომელიც ხდება ტემპერატურაზე, რომელსაც კიურის წერტილი ეწოდება; ზოგიერთი ლითონის გადასვლა ნორმალურიდან ზეგამტარ მდგომარეობაში, რომლის დროსაც ქრება ელექტრული წინააღმდეგობა. ორივე შემთხვევაში, ბროლის სტრუქტურის ცვლილება არ ხდება გარდამავალ წერტილში, მაგრამ ორივე შემთხვევაში მდგომარეობა მუდმივად და ერთდროულად იცვლება მთელ მოცულობაში. მეორე სახის გარდამავალია ასევე თხევადი ჰელიუმის გადასვლა He I მდგომარეობიდან He II მდგომარეობამდე. ყველა ამ შემთხვევაში, გარდამავალ წერტილში შეინიშნება სითბოს სიმძლავრის ნახტომი. (ამასთან დაკავშირებით, მეორე რიგის ფაზის გადასვლის ტემპერატურას მეორე სახელი აქვს: მას ეწოდება - წერტილი, ამ წერტილში სითბოს სიმძლავრის ცვლილების მრუდის ბუნების მიხედვით; ეს უკვე ნახსენები იყო § 118-ში. თხევადი ჰელიუმის ტექსტში.)

მოდით ახლა ცოტა უფრო დეტალურად გავაანალიზოთ, თუ როგორ ხდება ფაზის გადასვლები. ფაზურ გარდაქმნებში მთავარ როლს ასრულებს ფიზიკური რაოდენობების რყევები. ჩვენ უკვე შევხვდით მათ სითხეში შეჩერებული მყარი ნაწილაკების ბრაუნის მოძრაობის მიზეზის განხილვისას (§ .7).

რყევები - ენერგიის, სიმკვრივისა და მათთან დაკავშირებული სხვა რაოდენობების შემთხვევითი ცვლილებები - ყოველთვის არსებობს. მაგრამ ფაზის გარდამავალი წერტილიდან შორს, ისინი ძალიან მცირე მოცულობებში ჩნდებიან და მაშინვე ისევ იშლება. როდესაც ნივთიერებაში ტემპერატურა და წნევა კრიტიკულთან ახლოსაა, მაშინ რყევებით დაფარულ მოცულობაში შესაძლებელი ხდება ახალი ფაზის გამოჩენა. პირველი და მეორე რიგის ფაზურ გადასვლებს შორის მთელი განსხვავება მდგომარეობს იმაში, რომ გარდამავალი წერტილის მახლობლად რყევები განსხვავებულად ვითარდება.

ზემოთ უკვე ითქვა, რომ პირველი რიგის გადასვლისას ახალი ფაზა წარმოიქმნება ბირთვების სახით ძველი ფაზის შიგნით. მათი გამოჩენის მიზეზი ენერგიისა და სიმკვრივის შემთხვევითი რყევაა. გარდამავალი წერტილის მიახლოებისას, ახალ ფაზაში მიმავალი რყევები უფრო და უფრო ხშირად ხდება და მიუხედავად იმისა, რომ თითოეული რყევა მოიცავს ძალიან მცირე მოცულობას, მათ ერთად შეიძლება გამოიწვიოს ახალი ფაზის მაკროსკოპული ბირთვის გამოჩენა, თუ არის კონდენსაციის ცენტრი. მათი ფორმირების ადგილზე.

მეორე ტიპის გადასვლის შემთხვევაში, სიტუაცია ბევრად უფრო რთულია. ვინაიდან ახალი ფაზა ერთდროულად ჩნდება მთელ მოცულობაში, ჩვეულებრივი მიკროსკოპული რყევები თავისთავად ვერ გამოიწვევს ფაზურ გადასვლას. მათი ხასიათი საგრძნობლად იცვლება. კრიტიკულ ტემპერატურასთან მიახლოებისას, რყევები, რომლებიც „ამზადებს“ ახალ ფაზაზე გადასვლას, ფარავს ნივთიერების მზარდ ნაწილს და, საბოლოოდ, გარდამავალ წერტილში ხდება უსასრულო,

ანუ, ისინი ყველგან ჩნდებიან. გარდამავალი წერტილის ქვემოთ, როდესაც უკვე ჩამოყალიბებულია ახალი ეტაპი, ისინი კვლავ იწყებენ გახრწნას და თანდათან ისევ ხანმოკლე და ხანმოკლე ხდებიან.

მეორე რიგის ფაზური გადასვლა ყოველთვის ასოცირდება სისტემის სიმეტრიის ცვლილებასთან; ახალ ფაზაში ან წარმოიქმნება რიგი, რომელიც არ იყო თავდაპირველში (მაგალითად, ცალკეული ნაწილაკების მაგნიტური მომენტები დალაგებულია გადასვლისას. ფერომაგნიტური მდგომარეობა), ან უკვე არსებული წესრიგი იცვლება (კრისტალური სტრუქტურის ცვლილებით გადასვლის დროს).

ეს ახალი წესრიგი ასევე შეიცავს რყევებს ფაზის გარდამავალი წერტილის მახლობლად.

აღწერილი გარდამავალი მექანიზმის მკაფიო ახსნა არის კარგად ცნობილი „ბრბოს თვალის ეფექტი“ (სურ. 185). წარმოვიდგინოთ გამვლელები, რომლებიც ტროტუარზე დადიან და ყველაზე შემთხვევით მიმართულებებს უყურებენ. ეს არის ქუჩის ბრბოს „ნორმალური“ მდგომარეობა, რომელშიც მოწესრიგება არ არის. მოდით, ახლა ერთ-ერთმა გამვლელმა უმიზეზოდ შეხედოს მეორე სართულის ცარიელ ფანჯარას („შემთხვევითი რყევა“). თანდათან უფრო და უფრო მეტი ადამიანი იწყებს ერთი და იმავე ფანჯრის ყურებას და ბოლოს ყველა თვალი ერთი წერტილისკენ არის მიმართული. გაჩნდა "მოწესრიგებული" ფაზა, თუმცა არ არსებობს გარე ძალები, რომლებიც ხელს უწყობენ წესრიგის დამყარებას - მეორე სართულის ფანჯრის მიღმა აბსოლუტურად არაფერი ხდება.

მეორე ტიპის ფაზური გადასვლები ძალიან რთული და საინტერესო ფენომენია. გარდამავალი წერტილის უშუალო სიახლოვეს მიმდინარე პროცესები ჯერ ბოლომდე არ არის გამოკვლეული და უსასრულო რყევების პირობებში ფიზიკური რაოდენობების ქცევის სრული სურათი ჯერ კიდევ იქმნება.

გადადის in-va ერთი ფაზიდან მეორეზე თერმოდინამიკის დამახასიათებელი მდგომარეობის პარამეტრების ცვლილებით. წონასწორობა. t-ry, წნევის ან k.-l-ის მნიშვნელობა. სხვა ფიზიკური რაოდენობები, რომლებშიც F. p. გვხვდება ერთკომპონენტიან სისტემაში, ე.წ. გარდამავალი წერტილი. F. p. I სახის თვისებებით, გამოხატული გიბსის ენერგიის G პირველი წარმოებულებით წნევის მიმართ. R, t-re T და სხვა პარამეტრები მკვეთრად იცვლება ამ პარამეტრების უწყვეტი ცვლილებით. ამ შემთხვევაში, გარდამავალი სითბო გამოიყოფა ან შეიწოვება. ერთკომპონენტიან სისტემაში, გარდამავალი ტემპერატურა 1 დაკავშირებული წნევა p 1 კლაუსიუს-კლაპეირონის განტოლება დპ 1 /dT 1 == QIT 1 დ V,სადაც Q არის გადასვლის სიცხე, DV არის მოცულობის ნახტომი. I ფაზას ახასიათებს ჰისტერეზის ფენომენი (მაგალითად, ერთ-ერთი ფაზის გადახურება ან სუპერგაცივება), რომელიც აუცილებელია მეორე ფაზის ბირთვების ფორმირებისთვის და ფაზის ფაზის სასრული სიჩქარით მიმდინარეობისთვის. სტაბილური ბირთვების არარსებობის შემთხვევაში, ზედმეტად გახურებული (ზეგაციებული) ფაზა მეტასტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაშია (იხ. ახალი ეტაპის დაბადება).ერთი და იგივე ფაზა შეიძლება არსებობდეს (თუმცა მეტასტაბილურად) მდგომარეობის დიაგრამაზე გარდამავალი წერტილის ორივე მხარეს (თუმცა, კრისტალური ფაზები არ შეიძლება გადახურდეს დნობის ან სუბლიმაციის ტემპერატურაზე ზემოთ). წერტილში F. p. I სახის გიბსის ენერგია G როგორც მდგომარეობის პარამეტრების ფუნქცია უწყვეტია (იხ. ნახ. ხელოვნებაში. მდგომარეობის დიაგრამა),და ორივე ფაზა შეიძლება თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში თანაარსებობდეს, ანუ არსებობს ე.წ. ფაზური გამოყოფა (მაგალითად, სითხისა და მისი ორთქლის ან მყარი და დნობის თანაარსებობა სისტემის მოცემულ მთლიან მოცულობაზე).

F. p. I kind - ბუნებაში გავრცელებული ფენომენები. ეს მოიცავს აორთქლებას და კონდენსაციას გაზიდან თხევად ფაზაში, დნობა და გამაგრება, სუბლიმაცია და კონდენსაცია (დესუბლიმაცია) გაზიდან მყარ ფაზაში, უმეტესი პოლიმორფული გარდაქმნები, ზოგიერთი სტრუქტურული გადასვლა მყარ ნაწილებში, მაგალითად, მარტენზიტის წარმოქმნა. რკინა-ნახშირბადის შენადნობი.. სუფთა ზეგამტარებში, საკმარისად ძლიერი მაგნიტი. ველი იწვევს პირველი ტიპის ფაზურ გადასვლას სუპერგამტარიდან ნორმალურ მდგომარეობაში.

მეორე სახის F. p.-ში, თავად G რაოდენობა და G-ის პირველი წარმოებულები მიმართებაში. T, გვდა სხვა მდგომარეობის პარამეტრები მუდმივად იცვლება, ხოლო მეორე წარმოებულები (შესაბამისად, სითბური სიმძლავრე, შეკუმშვის კოეფიციენტი და თერმული გაფართოება) პარამეტრების უწყვეტი ცვლილებით იცვლება მკვეთრად ან არის სინგულარული. სითბო არც გამოიყოფა და არც შეიწოვება, არ არსებობს ჰისტერეზის ფენომენი და მეტასტაბილური მდგომარეობები. ფ.პ. II ტიპი, რომელიც შეინიშნება ტემპერატურის ცვლილებით, მოიცავს, მაგალითად, გადასვლას პარამაგნიტური (მოწესრიგებული) მდგომარეობიდან მაგნიტურ მოწესრიგებულზე (ფერო- და ფერომაგნიტურში). კურიოზული წერტილი,ანტიფერომაგნიტური ნილის წერტილში) სპონტანური მაგნიტიზაციის გამოჩენით (შესაბამისად, მთელ გისოსში ან თითოეულ მაგნიტურ ქველატში); გარდამავალი დიელექტრიკი - ფეროელექტრული სპონტანური პოლარიზაციის გამოჩენით; მოწესრიგებული მდგომარეობის გამოჩენა მყარ სხეულებში (შენადნობების შეკვეთისას); სმექტური გადასვლა. თხევადი კრისტალებინემატიკაში ფაზა, რომელსაც თან ახლავს სითბოს სიმძლავრის არანორმალური მატება, ასევე გადასვლები დაშლას შორის. სმექტური ფაზები; l- გადასვლა 4 He-ში, რომელსაც თან ახლავს ანომალიურად მაღალი თბოგამტარობის და ზესთხევადობის გამოჩენა (იხ. ჰელიუმი);ლითონების გადასვლა ზეგამტარ მდგომარეობაში მაგნიტის არარსებობის შემთხვევაში. ველები.

F. p. შეიძლება დაკავშირებული იყოს წნევის ცვლილებასთან. დაბალი წნევის დროს ბევრი ნივთიერება კრისტალიზდება თავისუფლად შეფუთულ სტრუქტურებად. მაგალითად, გრაფიტის სტრუქტურა არის ნახშირბადის ატომების ფართოდ დაშორებული ფენების სერია. საკმარისად მაღალი წნევის დროს, გიბსის ენერგიის დიდი მნიშვნელობები შეესაბამება ასეთ ფხვიერ სტრუქტურებს, ხოლო წონასწორული მჭიდრო შეფუთული ფაზები შეესაბამება უფრო მცირე მნიშვნელობებს. ამიტომ, მაღალი წნევის დროს, გრაფიტი გარდაიქმნება ბრილიანტად. კვანტური სითხეები 4 He და 3 He რჩებიან თხევად ნორმალურ წნევაზე ყველაზე დაბალ t-p-მდე მიღწეული abs-თან ახლოს. ნული. ამის მიზეზი სუსტ ურთიერთქმედებაშია. ატომები და მათი „ნულოვანი ვიბრაციების“ დიდი ამპლიტუდა (კვანტური გვირაბების დიდი ალბათობა ერთი ფიქსირებული პოზიციიდან მეორეზე). თუმცა, წნევის მატება იწვევს თხევადი ჰელიუმის გამაგრებას; მაგალითად, 4 ის 2,5 მპა-ზე ქმნის ჰექსაგენს, მჭიდროდ შეფუთულ გისოსს.

მეორე სახის F. p.-ის ზოგადი ინტერპრეტაცია შემოგვთავაზა L. D. Landau-მ 1937 წელს. გარდამავალი წერტილის ზემოთ სისტემას, როგორც წესი, აქვს უფრო მაღალი სიმეტრია, ვიდრე გარდამავალი წერტილის ქვემოთ, ამიტომ F. p. გვარი განიხილება, როგორც სიმეტრიის ცვლილების წერტილი. მაგალითად, კურიის წერტილის ზემოთ ფერომაგნიტში, სპინური მაგნიტების მიმართულება. ნაწილაკების მომენტები ნაწილდება შემთხვევით, ამიტომ ყველა ბრუნის ერთდროული ბრუნვა ერთი და იგივე ღერძის გარშემო ერთი და იგივე კუთხით არ ცვლის ფიზიკურს. სისტემაში წმ. ზურგის გარდამავალი წერტილების ქვემოთ აქვს უპირატესობები. ორიენტაცია და მათი ერთობლივი ბრუნვა ზემოაღნიშნული გაგებით ცვლის მაგნიტის მიმართულებას. სისტემის მომენტი. ორკომპონენტიან შენადნობში, რომლის ატომები A და B განლაგებულია მარტივი კუბურის ადგილებში. კრისტალური გისოსები, მოუწესრიგებელი მდგომარეობა ხასიათდება ქაოტურით. A და B-ის განაწილება მედის კვანძებზე, ისე, რომ გისოსის ცვლა ერთი პერიოდით არ ცვლის r.v. გარდამავალი წერტილის ქვემოთ შენადნობის ატომები დალაგებულია: ...ABAB... ასეთი გისოსის ცვლა პერიოდით იწვევს ყველა A ატომის B-ით ჩანაცვლებას და პირიქით. T. arr., გისოსების სიმეტრია მცირდება, ვინაიდან A და B ატომების მიერ წარმოქმნილი ქველატები ხდება არაექვივალენტური.

სიმეტრია ჩნდება და უეცრად ქრება; ამ შემთხვევაში სიმეტრიის დარღვევა ფიზიკურად შეიძლება დახასიათდეს. ღირებულება, სამოთხეში F. გვ. II სახის განუწყვეტლივ იცვლება და ე.წ. შეკვეთის პარამეტრი. სუფთა სითხეებისთვის ეს პარამეტრი არის სიმკვრივე, p-თხრილისთვის - შემადგენლობა, ფერო- და ფერმაგნიტებისთვის - სპონტანური მაგნიტიზაცია, ფეროელექტრიკებისთვის - სპონტანური ელექტრო. პოლარიზაცია, შენადნობებისთვის - შეკვეთილი ატომების პროპორცია სმექტიკისთვის. თხევადი კრისტალები - სიმკვრივის ტალღის ამპლიტუდა და ა.შ. ყველა ამ შემთხვევაში, t-rah-ზე მეორე ტიპის F. p. წერტილის ზემოთ, რიგის პარამეტრი არის ნული, ამ წერტილიდან ქვემოთ იწყება მისი ანომალიური ზრდა, რაც იწვევს მაქსიმუმს. . მნიშვნელობა T = O-ზე.

გარდამავალი სიცხის არარსებობა, სიმკვრივეში ნახტომები და კონცენტრაციები, რაც დამახასიათებელია F. p. II ტიპისთვის, ასევე შეინიშნება კრიტიკულში. წერტილი პირველი ტიპის F. p.-ის მოსახვევებზე (იხ კრიტიკული მოვლენები).მსგავსება ძალიან ღრმაა. აცხადებენ in-va შესახებ კრიტიკული. წერტილები ასევე შეიძლება ხასიათდებოდეს სიდიდით, რომელიც ასრულებს შეკვეთის პარამეტრის როლს. მაგალითად, წონასწორული სითხე - ორთქლის შემთხვევაში, ასეთი პარამეტრია კუნძულის სიმკვრივის გადახრა კრიტიკულიდან. მნიშვნელობები: როდესაც მოძრაობს კრიტიკულზე მაღალი tr გაზის გვერდიდან იზოკორი ერთგვაროვანია და სიმკვრივის გადახრა კრიტიკულიდან. მნიშვნელობა არის ნულოვანი და კრიტიკულის ქვემოთ. t-ry in-in სტრატიფიცირებულია ორ ფაზად, რომელთაგან თითოეულში სიმკვრივის გადახრა კრიტიკულიდან არ არის ნულის ტოლი.

ვინაიდან ფაზები ცოტათი განსხვავდება ერთმანეთისგან მეორე სახის F. p. წერტილის მახლობლად, რიგის პარამეტრის რყევების არსებობა შესაძლებელია ისევე, როგორც კრიტიკულთან ახლოს. ქულები. კრიტიკული ამას უკავშირდება. ფენომენები მეორე სახის F. p. წერტილებში: მაგნის ანომალიური ზრდა. ფერომაგნიტების და დიელექტრიკის მგრძნობელობა. ფეროელექტრიკის მგრძნობელობა (ანალოგურია შეკუმშვის ზრდა სითხე-ორთქლის გადასვლის კრიტიკულ წერტილთან); სითბოს სიმძლავრის მკვეთრი ზრდა; სინათლის ტალღების ანომალიური გაფანტვა თხევად-ორთქლის სისტემაში (ე.წ. კრიტიკული ოპალესცენცია), რენტგენის სხივები მყარ სხეულებში, ნეიტრონები ფერომაგნიტებში. მნიშვნელოვნად იცვლება და დინამიური. პროცესები, რაც დაკავშირებულია მიღებული რყევების ძალიან ნელ რეზორბციასთან. მაგალითად, კრიტიკულთან ახლოს წერტილი სითხე - ორთქლი ავიწროებს რეილის სინათლის გაფანტვის ხაზს, შესაბამისად კიურის და ნილის წერტილებთან. ფერომაგნიტებში და ანტიფერომაგნიტებში სპინის დიფუზია ნელდება (ჭარბი მაგნიტიზაციის გავრცელება ხდება დიფუზიის კანონების მიხედვით). რყევის საშუალო ზომა (კორელაციის რადიუსი) იზრდება მეორე რიგის ფაზის ფუნქციის წერტილის მიახლოებისას და ხდება ანომალიურად დიდი ამ ეტაპზე. ეს ნიშნავს, რომ კუნძულის ნებისმიერი ნაწილი გარდამავალ წერტილში „იგრძნობს“ სხვა ნაწილებში მომხდარ ცვლილებებს. პირიქით, მეორე ტიპის გარდამავალი წერტილისგან შორს, რყევები სტატისტიკურად დამოუკიდებელია და მდგომარეობის შემთხვევითი ცვლილებები სისტემის მოცემულ ნაწილში არ ახდენს გავლენას მისი სხვა ნაწილების თვისებებზე.

ფაზური გადასვლების ორ სახეობად დაყოფა გარკვეულწილად თვითნებურია, რადგან არსებობს პირველი ტიპის ფაზური გადასვლები რიგის პარამეტრებში მცირე ნახტომებით და გადასვლის დაბალი სიცხეებით მაღალგანვითარებული რყევებით. Ეს არის ნაიბი, ტიპიური გადასვლებისთვის თხევად კრისტალებს შორის. ფაზები. ყველაზე ხშირად ეს არის პირველი სახის F. p., ძალიან ახლოს გვარის F. p. P. ამიტომ, როგორც წესი, მათ ახლავს კრიტიკა. ფენომენებს. თხევად კრისტალებში მრავალი F. p.-ის ბუნება განისაზღვრება ურთიერთქმედებით. რამდენიმე შეკვეთის პარამეტრები, რომლებიც დაკავშირებულია დეკ. სიმეტრიის ტიპები. ზოგიერთ ორგ. კონნ. ე. წ. დააბრუნეთ თხევადი კრისტალი ფაზები, რომლებიც ჩნდება გაციებისას პირველადი ნემატის, ქოლესტერინის არსებობის ტემპერატურაზე დაბლა. და სმექტური. ფაზები.

ფაზის დიაგრამაზე სინგულარული წერტილი, რომლის დროსაც პირველი ტიპის გადასვლების ხაზი იქცევა მეორე სახის გადასვლების ხაზად, ე.წ. ტრიკრიტიკული წერტილი. ტრიკრიტიკული წერტილები აღმოაჩინეს F. p.-ის ხაზებზე ზესთხევად მდგომარეობაში p-rax 4 He - 3 He, ამონიუმის ჰალოიდებში ორიენტაციის გადასვლების ხაზებზე, ნემატის გადასვლების ხაზებზე. თხევადი კრისტალი – სმექტური. თხევადი კრისტალი და სხვა სისტემებში.

ნათ.:ბრაუტ რ., ფაზის გადასვლები, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1967; Landau L.D., Lifshitz E.M., Statistical physics, part 1, 3rd ed., M., 1976; Pikin S. A., სტრუქტურული გარდაქმნები თხევად კრისტალებში, M., 1981; Patashinsky A. 3., Pokrovsky V. L., Fluctuation Theory of Phase Transitions, 2nd ed., M., 1982; ანისიმოვი მ.ა., კრიტიკული ფენომენები სითხეებსა და თხევად კრისტალებში, მ., 1987. მ. ა.ანისიმოვი.

• - - მაგნიტური ფაზის გადასვლების სპეციალური კლასი, რომელზედაც მაგნიტების ადვილად მაგნიტიზაციის ღერძების ორიენტაცია იცვლება გარეგანი ცვლილებით. პარამეტრები...

  ფიზიკური ენციკლოპედია

• - ამაჩქარებლებში - ფაზების, ორბიტის რადიუსების და მუხტის ენერგიების ურთიერთდაკავშირებული რხევების ერთობლიობა. ნაწილაკები მათ წონასწორობის მნიშვნელობებთან ახლოს. პრაქტიკულისთვის...

  ფიზიკური ენციკლოპედია

• - სიგნალის ფორმის დამახინჯება მის სიხშირის სპექტრში ფაზური ურთიერთობების დარღვევის გამო ...

  ფიზიკური ენციკლოპედია

• ქიმიური ენციკლოპედია

• - კვანტური სისტემის გადასვლა ერთი შესაძლო მდგომარეობიდან მეორეზე. კვანტური გადასვლები შეიძლება იყოს რადიაციული და არარადიაციული...

  თანამედროვე ენციკლოპედია

• ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - აგებულია საყრდენებზე წყლისა და სხვა ბარიერების გადაკვეთისას, ჭაობიან, მორწყულ, მუდმივ ყინვაგამძლე ნიადაგებზე მილსადენების გაყვანისას...

  გეოლოგიური ენციკლოპედია

• - სტრესები, რომლებიც წარმოიქმნება მყარ მდგომარეობაში ლითონებისა და შენადნობების ფაზური გარდაქმნების დროს, წარმოქმნილი და საწყისი ფაზების სპეციფიკურ მოცულობებში განსხვავებების გამო. ასევე იხილეთ: - სტრესები - თერმული...

  მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - იხილეთ კუნთები, ელექტრული თვისებები ...

  ბროკჰაუზისა და ეუფრონის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - კვანტურ თეორიაში, ფიზიკური მიკროსისტემის გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან მეორეში, რომელიც დაკავშირებულია ვირტუალური ნაწილაკების დაბადებასთან ან განადგურებასთან, ანუ ნაწილაკებთან, რომლებიც არსებობენ მხოლოდ შუალედებში, რომლებსაც აქვთ ...
• - კვანტური სისტემის მკვეთრი გადასვლები ერთი მდგომარეობიდან მეორეში ...

  დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

• - იხილეთ კვანტური გადასვლები...

  დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

• - ნივთიერების გადასვლა ერთი ფაზიდან მეორეზე, რომელიც ხდება ტემპერატურის, წნევის ცვლილებით ან სხვა გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ...

  თანამედროვე ენციკლოპედია

• - კვანტური სისტემის მკვეთრი გადასვლები ერთი შესაძლო მდგომარეობიდან მეორეში ...

  დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

• - მოქმედების რომელიმე ფაზის აღმნიშვნელი ზმნები...

  ლინგვისტური ტერმინების ლექსიკონი

• - ფაზა, -ს, ...

  ოჟეგოვის განმარტებითი ლექსიკონი

„ფაზური გადასვლები“ ​​წიგნებში

გადასვლები

წიგნიდან გამოსვლა მომზადების გარეშე. რა და როგორ გითხრათ, თუ გაგიკვირდებათ ავტორი სედნევი ანდრეი

გადასვლები მომზადების გარეშე საუბრისას ჯერ საუბრობთ იმაზე, რაც პირველად მოგივიდა თავში, შემდეგ გადადით მეორე იდეაზე, შემდეგ მესამეზე და საჭიროების შემთხვევაში, კიდევ უფრო შორს. იმისათვის, რომ თქვენი მეტყველება ლამაზად და მშვიდად ჟღერდეს, გამოიყენეთ სპეციალური

გადასვლები

წიგნიდან სიმწიფე. პასუხისმგებლობა იყოთ საკუთარი თავი ავტორი რაჯნეშ ბჰაგვან შრი

გადასვლები არადან დიახ-ზე ცნობიერებას მოაქვს თავისუფლება. თავისუფლება არ ნიშნავს მხოლოდ სწორი საქმის თავისუფლებას; ეს რომ იყოს თავისუფლების მნიშვნელობა, როგორი თავისუფლება იქნებოდა ეს? თუ თავისუფალი ხარ მხოლოდ სწორი საქმის კეთებაში, მაშინ საერთოდ არ ხარ თავისუფალი. თავისუფლება ორივეს ნიშნავს

გადასვლები

წიგნიდან სლავური კარმული ნუმეროლოგია. გააუმჯობესე შენი ბედის მატრიცა ავტორი მასლოვა ნატალია ნიკოლაევნა

გადასვლები მოკლედ გეტყვით, როგორ შეუძლია ადამიანმა მოაწყოს გარდამავალი თავისთვის. დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ნაწილი „რა უნდა გავაკეთო?“ მაგალითად, ფიგურა რვა არის კლანური. ანუ იმისთვის, რომ ის ერთეულებად გადავიტანოთ, საჭიროა კლანიდან გამოვშორდეთ. სახლიდან უნდა გავიდეთ. გაჩერდი როგორმე

ფაზის ექსპერიმენტები

წიგნიდან ფაზა. რეალობის ილუზიის დამსხვრევა ავტორი Rainbow Michael

12. გადასვლები

წიგნიდან Proshow Producer Version 4.5 Manual Corporation Photodex-ის მიერ

12. გადასვლები სლაიდიდან სლაიდზე გადასვლის ხელოვნება

2. CSS გადასვლები

ვებ დიზაინერებისთვის CSS3 წიგნიდან სიდერჰოლმ დანის მიერ

2. CSS Transitions ეს იყო 1997 წელი; მე ვიყავი ღარიბ ბინაში ლამაზ ალსტონში, მასაჩუსეტსი. ტიპიური ღამე წყაროს კოდის დათვალიერებისა და HTML-ის სწავლისთვის, რომელსაც წინ უძღოდა CD-ების შეფუთვა ადგილობრივ ჩამწერ სტუდიაში - პრაქტიკულად უფასო

7.2. გადასვლები

UML Tutorial წიგნიდან ავტორი ლეონენკოვი ალექსანდრე

7.2. გადასვლები გარდამავალი, როგორც UML-ის ელემენტი, განხილული იყო მე-6 თავში. აქტივობის სქემის აგებისას გამოიყენება მხოლოდ არატრიგერული გადასვლები, ანუ ისინი, რომლებიც მოქმედებენ აქტივობის დასრულების ან შესაბამისი მოქმედების შესრულებისთანავე. ეს

ფაზის ურთიერთობები საერთო-ემიტერის გამაძლიერებელში

წიგნიდან OrCAD PSpice. ელექტრული წრედის ანალიზი მიერ Keown J.

ფაზური ურთიერთობები საერთო ემიტერის გამაძლიერებელში როდესაც ემიტერის რეზისტორი RE გამოიყენება OE გამაძლიერებელში მიკერძოების პარამეტრების სტაბილიზაციისთვის, ის იხსნება CE კონდენსატორის მიერ ისეთი ტევადობით, რომ შეყვანის სიგნალის სიხშირეზე შეიძლება ჩაითვალოს ემიტერი.

გადასვლები

წიგნიდან მხატვრული ლიტერატურის ხელოვნება [სახელმძღვანელო მწერლებისა და მკითხველებისთვის.] რენდ აინის მიერ

გადასვლები რთული პრობლემა, რომელიც, როგორც წესი, არ განიხილება, სანამ უშუალოდ არ შეგხვდებათ, არის ის, თუ როგორ უნდა გადავიდეს ერთი წერტილიდან მეორეზე - მაგალითად, როგორ გადაიყვანოთ ადამიანი ოთახიდან ქუჩაში, ან როგორ აიძულოთ იგი ოთახის გადაკვეთაზე. რაღაცის ამოღება. სცენაზე ამის შესახებ

გადასვლები

წიგნიდან Dressage Horse ავტორი ბოლდტ ჰარი

გადასვლები გადასვლები ერთი სიარულიდან მეორეზე და ერთი რიტმიდან მეორეზე უნდა იყოს მკაფიოდ ხილული, მაგრამ შესრულებული შეუფერხებლად და არა ჟრუანტელი. პროგრამის შესრულებისას კონცენტრირებული უნდა იყოს გადასვლების გაკეთება ზუსტად დადგენილ ადგილას. Მდე

ფაზის ექსპერიმენტები

წიგნიდან ადამიანის ტვინის ზესახელმწიფოები. მოგზაურობა ქვეცნობიერში ავტორი Rainbow Michael

ფაზის ექსპერიმენტები ამ განყოფილებაში აქცენტი კეთდება არა ფაზის მიღწევის ფაქტზე, არამედ მასში შემდგომ შინაგან მოქმედებებზე: სივრცეში მოძრაობა, მისი კონტროლი, ობიექტების და ექსპერიმენტების პოვნა. პრაქტიკოსები დროდადრო ცდილობენ თავიანთი ექსპერიმენტები მიმართონ

§ 4.18 1-ლი და მე-2 ტიპის ფაზის გადასვლები

წიგნიდან რიცის ბალისტიკური თეორია და სამყაროს სურათი ავტორი სემიკოვი სერგეი ალექსანდროვიჩი

§ 4.18 1-ლი და მე-2 ტიპის ფაზური გადასვლები მე მჯერა, რომ ფიზიკაში უნდა შემოვიტანოთ კრისტალოგრაფებისთვის ასე ნაცნობი სიმეტრიის ცნებები. პ.კიური, "ფიზიკური ფენომენების სიმეტრიის შესახებ", 1894 წ.

7. პირველი და მეორე სახის ფაზური გადასვლები

ავტორი ბუსლაევა ელენა მიხაილოვნა

7. I და II სახის ფაზური გადასვლები კომპონენტები თხევად მდგომარეობაში (კომპონენტები A) განუსაზღვრელი ვადით იხსნება, მყარ მდგომარეობაში მყოფი კომპონენტები (კომპონენტები B) არ ქმნიან ქიმიურ ნაერთებს და უხსნადია.მდგომარეობების დიაგრამები წარმოადგენს გრაფიკს კოორდინატებში. შენადნობი -

12. ფაზური გარდაქმნები მყარ მდგომარეობაში

წიგნიდან მასალების მეცნიერება. საწოლი ავტორი ბუსლაევა ელენა მიხაილოვნა

12. ფაზური გარდაქმნები მყარ მდგომარეობაში ფაზა არის სისტემის ერთგვაროვანი ნაწილი, რომელიც გამოყოფილია სისტემის მეორე ნაწილისგან (ფაზა) ინტერფეისით, რომლის გავლითაც ქიმიური შემადგენლობა ან სტრუქტურა მკვეთრად იცვლება.როდესაც სუფთა ლითონი კრისტალდება in

27. რკინის აგებულება და თვისებები; მეტასტაბილური და სტაბილური რკინა-ნახშირბადის ფაზის დიაგრამები. ნახშირბადოვანი ფოლადების სტრუქტურის ფორმირება. ფოლადში ნახშირბადის შემცველობის განსაზღვრა სტრუქტურის მიხედვით

წიგნიდან მასალების მეცნიერება. საწოლი ავტორი ბუსლაევა ელენა მიხაილოვნა

27. რკინის აგებულება და თვისებები; მეტასტაბილური და სტაბილური რკინა-ნახშირბადის ფაზის დიაგრამები. ნახშირბადოვანი ფოლადების სტრუქტურის ფორმირება. ფოლადში ნახშირბადის შემცველობის განსაზღვრა სტრუქტურის მიხედვით რკინა-ნახშირბადის შენადნობები ყველაზე გავრცელებული ლითონია

ფაზის გადასვლა (ფაზური ტრანსფორმაცია) თერმოდინამიკაში- ნივთიერების გადასვლა ერთი თერმოდინამიკური ფაზიდან მეორეზე, როდესაც იცვლება გარე პირობები. სისტემის გადაადგილების თვალსაზრისით ფაზური დიაგრამის გასწვრივ მისი ინტენსიური პარამეტრების ცვლილებით (ტემპერატურა, წნევა და ა.შ.), ფაზური გადასვლა ხდება მაშინ, როდესაც სისტემა კვეთს ორ ფაზის გამყოფ ხაზს. ვინაიდან სხვადასხვა თერმოდინამიკური ფაზა აღწერილია მდგომარეობის სხვადასხვა განტოლებით, ყოველთვის არის შესაძლებელი სიდიდის პოვნა, რომელიც მკვეთრად იცვლება ფაზის გადასვლისას.

ვინაიდან თერმოდინამიკურ ფაზებად დაყოფა არის მდგომარეობების უფრო მცირე კლასიფიკაცია, ვიდრე ნივთიერების აგრეგატურ მდგომარეობებად დაყოფა, ყოველ ფაზურ გადასვლას არ ახლავს აგრეგატული მდგომარეობის ცვლილება. თუმცა, აგრეგაციის მდგომარეობის ნებისმიერი ცვლილება არის ფაზის გადასვლა.

ყველაზე ხშირად განიხილება ფაზური გადასვლები ტემპერატურის ცვლილებით, მაგრამ მუდმივი წნევით (ჩვეულებრივ, 1 ატმოსფეროს ტოლია). ამიტომაც ხშირად გამოიყენება ტერმინები „წერტილი“ (და არა ხაზი) ​​ფაზის გადასვლის, დნობის წერტილი და ა.შ. რა თქმა უნდა, ფაზური გადასვლა შეიძლება მოხდეს როგორც წნევის ცვლილებით, ასევე მუდმივი ტემპერატურისა და წნევის დროს, მაგრამ კომპონენტების კონცენტრაციის ცვლილება (მაგალითად, მარილის კრისტალების გამოჩენა ხსნარში, რომელმაც მიაღწია გაჯერებას).

ფაზური გადასვლების კლასიფიკაცია

ზე პირველი რიგის ფაზის გადასვლაყველაზე მნიშვნელოვანი, პირველადი ვრცელი პარამეტრები მკვეთრად იცვლება: სპეციფიკური მოცულობა, შენახული შინაგანი ენერგიის რაოდენობა, კომპონენტების კონცენტრაცია და ა.შ. დროის მკვეთრი ცვლილება არ არის (ამ უკანასკნელისთვის იხილეთ განყოფილება ფაზური გადასვლების დინამიკა ქვემოთ).

ყველაზე გავრცელებული მაგალითები პირველი ტიპის ფაზური გადასვლები:

• დნობა და გამაგრება
• დუღილი და კონდენსაცია
• სუბლიმაცია და დესუბლიმაცია

ზე მეორე ტიპის ფაზის გადასვლასიმკვრივე და შინაგანი ენერგია არ იცვლება, ამიტომ ასეთი ფაზის გადასვლა შეიძლება შეუიარაღებელი თვალით არ იყოს ხილული. ნახტომს განიცდიან მათი წარმოებულები ტემპერატურისა და წნევის მიმართ: სითბოს სიმძლავრე, თერმული გაფართოების კოეფიციენტი, სხვადასხვა მგრძნობელობა და ა.შ.

მეორე ტიპის ფაზის გადასვლებიხდება იმ შემთხვევებში, როდესაც იცვლება ნივთიერების სტრუქტურის სიმეტრია (სიმეტრია შეიძლება მთლიანად გაქრეს ან შემცირდეს). მეორე რიგის ფაზის გადასვლის აღწერა სიმეტრიის ცვლილების შედეგად მოცემულია ლანდაუს თეორიით. ამჟამად ჩვეულებრივად არის საუბარი არა სიმეტრიის ცვლილებაზე, არამედ რიგის პარამეტრის გარდამავალ წერტილში გამოჩენაზე, რომელიც უდრის ნულს ნაკლებად მოწესრიგებულ ფაზაში და მერყეობს ნულიდან (გარდამავალ წერტილში) არანულამდე. ღირებულებები უფრო მოწესრიგებულ ფაზაში.

მეორე რიგის ფაზის გადასვლების ყველაზე გავრცელებული მაგალითები: სისტემის გავლა კრიტიკულ წერტილში

• პარამაგნიტი-ფერომაგნიტი ან პარამაგნიტი-ანტიფერომაგნიტური გადასვლა (წესრიგის პარამეტრი - მაგნიტიზაცია)
• ლითონებისა და შენადნობების გადასვლა ზეგამტარობის მდგომარეობაში (წესრიგის პარამეტრი არის ზეგამტარი კონდენსატის სიმკვრივე)
• თხევადი ჰელიუმის გადასვლა ზესთხევად მდგომარეობაში (pp - ზესთხევადი კომპონენტის სიმკვრივე)
• ამორფული მასალების გადასვლა მინის მდგომარეობაში

თანამედროვე ფიზიკა ასევე იკვლევს სისტემებს, რომლებსაც აქვთ მესამე ფაზური გადასვლებიან უფრო მაღალი სახის.

ბოლო დროს ფართოდ გავრცელდა კვანტური ფაზის გადასვლის ცნება, ე.ი. ფაზური გადასვლა, რომელიც კონტროლდება არა კლასიკური თერმული რყევებით, არამედ კვანტურით, რომლებიც არსებობს თუნდაც აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურაზე, სადაც კლასიკური ფაზის გადასვლა შეუძლებელია ნერნსტის თეორემის გამო.

ფაზური გადასვლების დინამიკა

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ნივთიერების თვისებებში ნახტომი ნიშნავს ნახტომს ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებით. სინამდვილეში, სისტემაზე მოქმედებით ჩვენ არ ვცვლით ამ რაოდენობებს, არამედ მის მოცულობას და მთლიან შინაგან ენერგიას. ეს ცვლილება ყოველთვის ხდება გარკვეული სასრული სიჩქარით, რაც ნიშნავს, რომ იმისათვის, რომ „დაფაროს“ მთელი სიმკვრივის ან კონკრეტული შინაგანი ენერგიის უფსკრული, ჩვენ გვჭირდება გარკვეული სასრული დრო. ამ დროის განმავლობაში, ფაზის გადასვლა ხდება არა დაუყოვნებლივ ნივთიერების მთელ მოცულობაში, არამედ თანდათანობით. ამ შემთხვევაში, პირველი სახის ფაზური გადასვლის შემთხვევაში გამოიყოფა (ან წაერთმევა) გარკვეული რაოდენობის ენერგია, რომელსაც ფაზური გადასვლის სითბოს უწოდებენ. იმისათვის, რომ ფაზური გადასვლა არ შეჩერდეს, აუცილებელია ამ სითბოს განუწყვეტლივ მოცილება (ან მიწოდება), ან მისი კომპენსირება სისტემაზე სამუშაოების შესრულებით.

შედეგად, ამ დროის განმავლობაში, ფაზური დიაგრამის წერტილი, რომელიც აღწერს სისტემას, „იყინება“ (ანუ წნევა და ტემპერატურა მუდმივი რჩება) პროცესის დასრულებამდე.

ლიტერატურა

• ბაზაროვი I.P. თერმოდინამიკა. - მ.: უმაღლესი სკოლა, 1991, 376 გვ.
• ბაზაროვის IP ბოდვები და შეცდომები თერმოდინამიკაში. რედ. მე-2 რევ. - M.: სარედაქციო URSS, 2003. 120 გვ.
• კვასნიკოვი IA თერმოდინამიკა და სტატისტიკური ფიზიკა. V.1: წონასწორობის სისტემების თეორია: თერმოდინამიკა. - ტ.1. რედ. 2, rev. და დამატებითი - M.: URSS, 2002. 240 გვ.
• სტენლი. დ. ფაზის გადასვლები და კრიტიკული მოვლენები. - მ.: მირი, 1973 წ.
• პატაშინსკი AZ, პოკროვსკი VL ფაზური გადასვლების ფლუქტუაციის თეორია. - მ.: ნაუკა, 1981 წ.
• Gufan Yu. M. ფაზური გადასვლების თერმოდინამიკური თეორია. - Rostov n / a: როსტოვის უნივერსიტეტის გამომცემლობა, 1982. - 172 გვ.

თერმოდინამიკის მნიშვნელოვანი ფილიალი არის ნივთიერების სხვადასხვა ფაზებს შორის გარდაქმნების შესწავლა, რადგან ეს პროცესები ხდება პრაქტიკაში და ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვს გარკვეულ პირობებში სისტემის ქცევის პროგნოზირებისთვის. ამ გარდაქმნებს უწოდებენ ფაზურ გადასვლებს, რომლებსაც ეძღვნება სტატია.

ფაზის და სისტემის კომპონენტის კონცეფცია

სანამ ფიზიკაში ფაზური გადასვლების განხილვას გადავიტანთ, საჭიროა განვსაზღვროთ თავად ფაზის ცნება. როგორც ზოგადი ფიზიკის კურსიდან არის ცნობილი, მატერიის სამი მდგომარეობაა: აირისებრი, მყარი და თხევადი. მეცნიერების სპეციალურ განყოფილებაში - თერმოდინამიკაში - კანონები ჩამოყალიბებულია მატერიის ფაზებისთვის და არა მათი აგრეგაციის მდგომარეობებისთვის. ფაზა გაგებულია, როგორც მატერიის გარკვეული მოცულობა, რომელსაც აქვს ერთგვაროვანი სტრუქტურა, ხასიათდება სპეციფიკური ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით და დანარჩენი მატერიისგან გამოყოფილია საზღვრებით, რომლებსაც ინტერფაზა ეწოდება.

ამრიგად, "ფაზის" კონცეფცია შეიცავს ბევრად უფრო მნიშვნელოვან ინფორმაციას მატერიის თვისებების შესახებ, ვიდრე მისი აგრეგაციის მდგომარეობა. მაგალითად, ლითონის მყარი მდგომარეობა, როგორიცაა რკინა, შეიძლება იყოს შემდეგ ფაზებში: დაბალი ტემპერატურის მაგნიტური სხეულზე ორიენტირებული კუბური (BCC), დაბალი ტემპერატურის არამაგნიტური bcc, სახეზე ორიენტირებული კუბური (fcc) და მაღალი ტემპერატურის არამაგნიტური bcc.

„ფაზის“ ცნების გარდა, თერმოდინამიკის კანონებში ასევე გამოიყენება ტერმინი „კომპონენტები“, რაც ნიშნავს ქიმიური ელემენტების რაოდენობას, რომლებიც ქმნიან კონკრეტულ სისტემას. ეს ნიშნავს, რომ ფაზა შეიძლება იყოს როგორც მონოკომპონენტიანი (1 ქიმიური ელემენტი) ასევე მრავალკომპონენტიანი (რამდენიმე ქიმიური ელემენტი).

გიბსის თეორემა და წონასწორობა სისტემის ფაზებს შორის

ფაზური გადასვლების გასაგებად, აუცილებელია ვიცოდეთ მათ შორის წონასწორობის პირობები. ეს პირობები შეიძლება მათემატიკურად მივიღოთ გიბსის განტოლებების სისტემის ამოხსნით თითოეული მათგანისთვის, თუ ვივარაუდებთ, რომ წონასწორობის მდგომარეობა მიიღწევა მაშინ, როდესაც გარე გავლენისგან იზოლირებული სისტემის ჯამური გიბსის ენერგია შეწყვეტს ცვლილებას.

განტოლებათა ამ სისტემის ამოხსნის შედეგად მიიღება რამდენიმე ფაზას შორის წონასწორობის არსებობის პირობები: იზოლირებული სისტემა შეწყვეტს განვითარებას მხოლოდ მაშინ, როცა თითოეული კომპონენტის წნევა, ქიმიური პოტენციალი და ტემპერატურა ყველა ფაზაში ერთმანეთის ტოლია.

გიბის ფაზის წესი წონასწორობისთვის

სისტემა, რომელიც შედგება რამდენიმე ფაზისა და კომპონენტისგან, შეიძლება იყოს წონასწორობაში არა მხოლოდ გარკვეულ პირობებში, მაგალითად, კონკრეტულ ტემპერატურასა და წნევაზე. წონასწორობისთვის გიბსის თეორემაში ზოგიერთი ცვლადი შეიძლება შეიცვალოს ფაზების და კომპონენტების რაოდენობის შენარჩუნებით, რომლებიც ამ წონასწორობაშია. ცვლადების რაოდენობას, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს სისტემაში წონასწორობის დარღვევის გარეშე, ეწოდება ამ სისტემის თავისუფლებების რაოდენობას.

f ფაზებისა და k კომპონენტებისგან შემდგარი სისტემის l თავისუფლებების რაოდენობა ცალსახად განისაზღვრება გიბსის ფაზის წესიდან. ეს წესი მათემატიკურად იწერება შემდეგნაირად: l + f = k + 2. როგორ ვიმუშაოთ ამ წესთან? Ძალიან მარტივი. მაგალითად, ცნობილია, რომ სისტემა შედგება f=3 წონასწორობის ფაზისაგან. რა არის კომპონენტების მინიმალური რაოდენობა, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ასეთ სისტემას? თქვენ შეგიძლიათ უპასუხოთ კითხვას შემდეგი მსჯელობით: წონასწორობის შემთხვევაში, ყველაზე მკაცრი პირობები არსებობს, როდესაც ის რეალიზდება მხოლოდ გარკვეულ ინდიკატორებზე, ანუ ნებისმიერი თერმოდინამიკური პარამეტრის ცვლილება გამოიწვევს დისბალანსს. ეს ნიშნავს, რომ თავისუფლებების რაოდენობა l=0. l და f-ის ცნობილი მნიშვნელობების ჩანაცვლებით ვიღებთ k=1, ანუ სისტემა, რომელშიც სამი ფაზა წონასწორობაშია, შეიძლება შედგებოდეს ერთი კომპონენტისგან. ნათელი მაგალითია წყლის სამმაგი წერტილი, როდესაც ყინული, თხევადი წყალი და ორთქლი წონასწორობაშია სპეციფიკურ ტემპერატურასა და წნევაზე.

ფაზური გარდაქმნების კლასიფიკაცია

თუ წონასწორობაში მყოფ სისტემაში რაღაცის შეცვლას დაიწყებთ, შეგიძლიათ დააკვირდეთ, როგორ გაქრება ერთი ფაზა და გამოჩნდება მეორე. ამ პროცესის მარტივი მაგალითია ყინულის დნობა მისი გაცხელებისას.

იმის გათვალისწინებით, რომ გიბსის განტოლება დამოკიდებულია მხოლოდ ორ ცვლადზე (წნევა და ტემპერატურა) და ფაზური გადასვლა გულისხმობს ამ ცვლადების ცვლილებას, მაშინ მათემატიკურად ფაზებს შორის გადასვლა შეიძლება აღწერილი იყოს გიბსის ენერგიის დიფერენცირებით მის ცვლადებთან მიმართებაში. სწორედ ეს მიდგომა გამოიყენა ავსტრიელმა ფიზიკოსმა პოლ ერენფესტმა 1933 წელს, როდესაც მან შეადგინა ყველა ცნობილი თერმოდინამიკური პროცესის კლასიფიკაცია, რომელიც ხდება ფაზის წონასწორობის ცვლილებით.

თერმოდინამიკის საფუძვლებიდან გამომდინარეობს, რომ გიბის ენერგიის პირველი წარმოებული ტემპერატურის მიმართ უდრის სისტემის ენტროპიის ცვლილებას. გიბსის ენერგიის წარმოებული წნევის მიმართ უდრის მოცულობის ცვლილებას. თუ, როდესაც სისტემაში ფაზები იცვლება, ენტროპია ან მოცულობა განიცდის შესვენებას, ანუ ისინი მკვეთრად იცვლება, მაშინ ისინი საუბრობენ პირველი რიგის ფაზის გადასვლაზე.

გარდა ამისა, გიბსის ენერგიის მეორე წარმოებულები ტემპერატურისა და წნევის მიმართ არის სითბოს სიმძლავრე და მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტი, შესაბამისად. თუ ფაზებს შორის ტრანსფორმაციას თან ახლავს მითითებული ფიზიკური რაოდენობების მნიშვნელობების შეწყვეტა, მაშინ საუბარია მეორე რიგის ფაზის გადასვლაზე.

ფაზებს შორის გარდაქმნების მაგალითები

ბუნებაში დიდი რაოდენობითაა სხვადასხვა გადასვლები. ამ კლასიფიკაციის ფარგლებში, პირველი ტიპის გადასვლების თვალსაჩინო მაგალითებია ლითონების დნობის პროცესები ან ჰაერიდან წყლის ორთქლის კონდენსაცია, როდესაც სისტემაში ხდება მოცულობის ნახტომი.

თუ ვსაუბრობთ მეორე სახის გადასვლებზე, მაშინ ნათელი მაგალითებია რკინის ტრანსფორმაცია მაგნიტურიდან პარამაგნიტურ მდგომარეობაში 768 ºC ტემპერატურაზე ან მეტალის გამტარის გადაქცევა ზეგამტარ მდგომარეობაში ტემპერატურაზე აბსოლუტურ ნულთან ახლოს.

განტოლებები, რომლებიც აღწერს პირველი სახის გადასვლებს

პრაქტიკაში ხშირად საჭიროა ვიცოდეთ, თუ როგორ იცვლება ტემპერატურა, წნევა და აბსორბირებული (გამოთავისუფლებული) ენერგია სისტემაში, როდესაც მასში ხდება ფაზური გარდაქმნები. ამ მიზნით გამოიყენება ორი მნიშვნელოვანი განტოლება. ისინი მიიღება თერმოდინამიკის საფუძვლების ცოდნის საფუძველზე:

1. კლაპეირონის ფორმულა, რომელიც ადგენს ურთიერთობას წნევასა და ტემპერატურას შორის სხვადასხვა ფაზებს შორის გარდაქმნების დროს.
2. კლაუსიუსის ფორმულა, რომელიც აკავშირებს შთანთქმის (გამოთავისუფლებულ) ენერგიას და სისტემის ტემპერატურას ტრანსფორმაციის დროს.

ორივე განტოლების გამოყენება ხდება არა მხოლოდ ფიზიკური სიდიდეების რაოდენობრივი დამოკიდებულების მისაღებად, არამედ წონასწორობის მრუდების დახრილობის ნიშნის განსაზღვრაში ფაზურ დიაგრამებში.

განტოლება მეორე სახის გადასვლების აღწერისთვის

1-ლი და მე-2 ტიპის ფაზური გადასვლები აღწერილია სხვადასხვა განტოლებით, ვინაიდან მეორე ტიპის გადასვლებისთვის კლაუზიუსის გამოყენება იწვევს მათემატიკურ გაურკვევლობას.

ამ უკანასკნელის აღსაწერად გამოიყენება ერენფესტის განტოლებები, რომლებიც ადგენენ კავშირს წნევისა და ტემპერატურის ცვლილებებს შორის ტრანსფორმაციის პროცესში სითბოს სიმძლავრის ცვლილებისა და მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტის ცოდნის მეშვეობით. ერენფესტის განტოლებები გამოიყენება გამტარ-ზეგამტარის გადასვლების აღსაწერად მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში.

ფაზური დიაგრამების მნიშვნელობა

ფაზის დიაგრამები არის იმ უბნების გრაფიკული წარმოდგენა, რომლებშიც შესაბამისი ფაზები წონასწორობაშია. ეს ადგილები გამოყოფილია წონასწორობის ხაზებით ფაზებს შორის. ხშირად გამოიყენება P-T (წნევა-ტემპერატურული), T-V (ტემპერატურა-მოცულობის) და P-V (წნევა-მოცულობის) ცულები.

ფაზური დიაგრამების მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ისინი საშუალებას გაძლევთ წინასწარ განსაზღვროთ რა ფაზაში იქნება სისტემა, როდესაც გარე პირობები შესაბამისად შეიცვლება. ეს ინფორმაცია გამოიყენება სხვადასხვა მასალის თერმული დამუშავებისას სასურველი თვისებების მქონე სტრუქტურის მისაღებად.