17.16. Диаграмма состояния. Тройная точка

Если система является однокомпонентной, т. е. состоящей из химически однородного вещества или его соединения, то понятие фазы совпадает с понятием агрегатного состояния. Согласно § 60, одно и то же вещество в зависимости от соотношения между удвоенной средней энергией, приходящейся на одну степень свободы хаотического (теплового) движения молекул, и наименьшей потенциальной энергией взаимодействия молекул может находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком или газообразном. Это соотношение, в свою очередь, определяется внешними услови­ями — температурой и давлением. Следовательно, фазовые превращения также опре­деляются изменениями температуры и давления.

Рис. 126. Типичная фазовая диаграмма вещества. K – критическая точка, T – тройная точка. Область I – твердое тело, область II – жидкость, область III – газообразное вещество.

Для наглядного изображения фазовых превращений используется диаграмма состо­яния (рис. ), на которой в координатах р,Т задается зависимость между тем­пературой фазового перехода и давлением в виде кривых испарения (КИ), плавления (КП) и сублимации (КС), разделяющих поле диаграммы на три области, соответст­вующие условиям существования твердой (ТТ), жидкой (Ж) и газообразной (Г) фаз. Кривые на диаграмме называются кривыми фазового равновесия, каждая точка на них соответствует условиям равновесия двух сосуществующих фаз: КП — твердого тела и жидкости, КИ—жидкости и газа, КС—твердого тела и газа.

Точка, в которой пересекаются эти кривые и которая, следовательно, определяет условия (температуру Т_тр и соответствующее ей равновесное давление р_тр) одновремен­ного равновесного сосуществования трех фаз вещества, называется тройной точкой. Каждое вещество имеет только одну тройную точку. Тройная точка воды соответству­ет температуре 273,16 К (или температуре 0,01°С по шкале Цельсия) и является основной реперной точкой для построения термодинамической температурной шкалы.

Различаются фазовые переходы двух родов. Фазовый переход первого рода сопровождается поглощением или выделением теплоты, называемой теплотой фазового перехода ( ВОДА — ЛЕД ). Фазовые переходы, не связанные с поглощением или выделением теплоты и изменением объема, называются фазовыми переходами второго рода (ферромагнетики в точке Кюри). При переходах второго рода внутренняя энергия вещества и его объем не изменяются в точке перехода и, следовательно, не происходит выделения или поглощения скрытой теплоты.

Оглавление. МЕХАНИКА. (для 3-х семестров).

Лекция № 1. ВВЕДЕНИЕ В ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ.

1. Измерения и погрешности измерений.

2. Расчет погрешностей прямых измерений.

3. Обработка результатов косвенных измерений.

Лекция № 2.

2.1. ВВЕДЕНИЕ.

2.2. Единицы физических величин.

2.3. ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОЙ АЛГЕБРЫ.

2.4. ПРОИЗВОДНАЯ И ИНТЕГРАЛ.

2.5. МЕХАНИКА.

2.6. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ.

2.7. МОДЕЛИ В МЕХАНИКЕ.

2.8. ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ И ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЯ.

2.9. СТЕПЕНИ СВОБОДЫ. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ.

ПУТЬ. ТРАЕКТОРИЯ.

Лекция № 3.

3.1. СКОРОСТЬ.

3.2. УСКОРЕНИЕ

3.3. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ.

3.4. СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ.

3.5. ДВИЖЕНИЕ ПО ОКРУЖНОСТИ.

3.6. ВРАЩЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА ВОКРУГ НЕПОДВИЖНОЙ ОСИ.

3.7. УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ И УГЛОВОЕ УСКОРЕНИЕ.

Лекция № 4.

4.1. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ.

4.2. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА.

4.3. ТОЧКИ ПРИЛОЖЕНИЯ СИЛ.

4.4. СИЛЫ ТРЕНИЯ.

4.5. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.

4.6. СИЛА ТЯЖЕСТИ И ВЕС.

Лекция № 5.

5.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СИСТЕМЕ ТЕЛ.

5.2. ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.

5.3. ЗАКОН ГУКА. (УПРУГИЕ СИЛЫ).

5.4. ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА.

5.5. ДЕФОРМАЦИИ КРУЧЕНИЯ.

5.6. ИМПУЛЬС.

5.7. АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР.

5.8. АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИЙ УДАР.

5.9. ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ.

Лекция № 6.

6.1. ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОСТАТИКИ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ.

6.2. ЗАКОН АРХИМЕДА.

6.3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

6.4. УРАВНЕНИЕ НЕРАЗРЫВНОСТИ.

6.5. УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ И ЕГО СЛЕДСТВИЯ.

Лекция № 7.

7.1. ЭНЕРГИЯ. РАБОТА.

7.2. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ.

7.3. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ.

7.4. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

Лекция № 8.

8.1. МОМЕНТ ИНЕРЦИИ.

8.2. МОМЕНТЫ ИНЕРЦИИ НЕКОТОРЫХ ТЕЛ.

8.3. ТЕОРЕМА ШТЕЙНЕРА.

8.4. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВРАЩЕНИЯ.

8.5. МОМЕНТ СИЛЫ.

8.6. РАБОТА ПРИ ВРАЩЕНИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.

8.7. МОМЕНТ ИМПУЛЬСА. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ.

8.8. СРАВНЕНИЕ ВЕЛИЧИН И УРАВНЕНИЙ

ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАШАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЙ.

8.9. Свободные оси. Гироскоп.

8.10 РАБОТА В ПОЛЕ ТЯГОТЕНИЯ.

8.11. ПОТЕНЦИАЛ ПОЛЯ ТЯГОТЕНИЯ.

8.12. КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ.

8.13. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.

8.14. ПРУЖИННЫЙ МАЯТНИК.

8.15. ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК.

8.16. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК.

8.17. РЕЗОНАНС.

8.18. ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЯХ.

Лекция № 9.

9.1. НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА.

.9.2. СИЛЫ ИНЕРЦИИ.

9.3. ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ЭЙНШТЕЙНА.

9.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАЛИЛЕЯ.

9.5. МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.

9.6. ПОСТУЛАТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.

9.7. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛОРЕНЦА.

9.8. СЛЕДСТВИЯ ИЗ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЛОРЕНЦА.

9.9. ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ СОБЫТИЯМИ.

9.10. ОСНОВНОЙ ЗАКОН РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ДИНАМИКИ.

9.11. ЗАКОН ВЗАИМОСВЯЗИ МАССЫ И ЭНЕРГИИ.

9.12. ОПЫТ МАЙКЕЛЬСОНА- МОРЛИ.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.

Лекция № 10.

10.1. ЗАДАЧИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ.

10.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ.

10.3. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ.

10.4. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ.

10.5. АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА.

10.6. УРАВНЕНИЕ КЛАПЕЙРОНА-МЕНДЕЛЕЕВА.

10.7. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ.

Лекция № 11.

11.1. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ.

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ.

11.2.СКОРОСТИ МОЛЕКУЛ ГАЗА.

11.3. ЭНЕРГИЯ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ГАЗА,

11.4. ЗАКОН МАКСВЕЛЛА ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ.

МОЛЕКУЛ ГАЗА ПО СКОРОСТЯМ И ЭНЕРГИЯМ ТЕПЛОВОГО

ДВИЖЕНИЯ.

11.5. БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА.

11.6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЬЦМАНА.

11.7. СРЕДНЕЕ ЧИСЛО СТОЛКНОВЕНИЙ И

СРЕДНЯЯ ДЛИНА СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ.

Лекция № 12.

12.1. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.

12.2. ЧИСЛО СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ МОЛЕКУЛЫ.

12.3. ЗАКОН РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПО СТЕПЕНЯМ СВОБОДЫ МОЛЕКУЛ.

12.4. ТЕПЛОЕМКОСТЬ.

12.5. ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА.

12.6. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ.

12.7. ДИФФУЗИЯ.

12.8. ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ (ВЯЗКОСТЬ).

12.9. Вакуум и его получение. Свойства ультра-разреженных газов.

Лекция № 13.

13.1. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ТЕРМОДИНАМИКИ.

13.2. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ.

13.3. РАБОТА ГАЗА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ОБЪЕМА.

13.4. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ К ИЗОПРОЦЕССАМ.

13.5. АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.

13.6. ПОЛИТРОПНЫЙ ПРОЦЕСС.

Лекция № 14.

14.1. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ.

14.2. ЗАКРЫТЫЕ И ОТКРЫТЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ.

14.3. КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС (ЦИКЛ).

14.4. ЦИКЛ КАРНО.

14.5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА.

14.6. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ.

14.7. ЭНТРОПИЯ, ЕЕ СТАТИСТИЧЕСКОЕ ТОЛКОВАНИЕ И СВЯЗЬ С ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ВЕРОЯТНОСТЬЮ.

14.8. ЭНТРОПИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.

14.9. ИНФОРМАЦИЯ И ЭНЕРГИЯ

Лекция № 15.

15.1. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ.

15.2. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ. УРАВНЕНИЕ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА.

15.3. ИЗОТЕРМЫ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА.

15.4. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ РЕАЛЬНОГО ГАЗА.

15.5. ЭНТАЛЬПИЯ.

15.6. ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ-ТОМСОНА.

Лекция № 16.

16.1. СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА.

16.2. СЖИЖЕНИЕ ГАЗОВ.

16.3. СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ.

16.4. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ЖИДКОСТИ.

16.5. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ.

16.6. ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В ЖИДКОСТЯХ.

16.7. ДИФФУЗИЯ.

Лекция № 17.

17.1. ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ.

17.2. ВЯЗКОСТЬ (ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ).

17.3. Метод определения вязкости Стокса.

17.4. ДВИЖЕНИЕ ТЕЛ В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ.

17.5. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ.

17.6. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ.

17.7. СМАЧИВАНИЕ.

17.8. ДАВЛЕНИЕ ПОД ИСКРИВЛЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ЖИДКОСТИ.

17.9. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

17.10. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА. МОНО- И ПОЛИ-КРИСТАЛЛЫ.

17.11. ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

17.12. Дефекты в кристаллах.

17.13. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

17.14. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация. Аморфные тела.

17.15.ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ.

17.16. Диаграммы состояния. Тройная точка.