Wyklad4_IBM_pfazowe.pdf

Przejścia fazowe

1. Wprowadzenie.

2. Przejście helisa - łańcuch nieuporządkowany.

3. Przejście globina - łańcuch nieuporządkowany.

4. Krystalizacja.

5. Separacja faz (ciecz-ciecz).

Květoslava Burda, AGH

Uporządkowanie molekularne

Zwykle przejście stanu o większym uporządkowaniu

do stanu o mniejszym uporządkowaniu

Mogą występować w równowadze

stabilnej

niestabilnej

Diagram fazowy

Květoslava Burda, AGH

Stany materii:

Krystaliczna

(regularna,

nieściśliwa sieć)

Ciekła

(nieregularna,

nieściśliwa sieć)

Gazowa

(nieregularna,

ściśliwa sieć)

Amorficzne ciała

stałe

Gumy

Szkła

Ciekłe kryształy

Żele

w biologii

Květoslava Burda, AGH

Funkcje termodynamiczne

korzystając z I-go i II-go prawa termodynamiki

dU = dQ + dW

dS / dt ≥ 0

dS ≥ dQ/T

dG = -SdT + VdP + µ 1 dN 1 + µ 2 dN 2 + ... + µ i dN i

dA = -SdT - PdV + µ 1 dN 1 + µ 2 dN 2 + ... + µ i dN i

dU= TdS-PdV+ µ 1 dN 1 + µ 2 dN 2 + ... + µ i dN i

dH= TdS+ VdP+ µ 1 dN 1 + µ 2 dN 2 + ... + µ i dN i

U – energia wewnętrzna

S – entropia

H – entalpia (H = U + PV)

G – energia swobodna Gibbs’a (H – TS), w chemii ozn. F

A – energia swobodna Helmholtz’a (U - TS), w fizyce ozn. F

T – temperatura

W – praca wykonana nad układem, Q – dostarczone ciepło, V – objetość, P – ciśnienie

µ – potecjał chemiczny, N – liczba molekuł

Květoslava Burda, AGH

Przejście fazowe pierwszego rodzaju (rzędu), gdy nieciągła pierwsza pochodna

energii swobodnej ( istnienie ciepła ukrytego ! ). Przejścia: ciało stałe / ciecz / gaz.

Przejście fazowe ciągłe (np.drugiego rodzaju) (rzędu), gdy nieciągła druga (3-cia,

4-ta pochodna) pochodna energii swobodnej (klasyfikacja Ehrenfesta, nie ma ciepła

ukrytego ! ). Przejścia: ferromagnetyczne i nadciekłe, występowanie punktów

krytycznych.

Przejścia fazowe nieskończonego rzędu, np. kwantowe przejścia fazowe w

dwuwymiarowym gazie elektronowym.

1-wszego rzędu

ciągłe

Np.

C v –ciepło właściwe

∆ H

C V ~(T-T c ) - α

–zależy od rzędu

przejścia i symetrii

C v

T c

C v

T c

α = -0.013±0.003

dla nadciekłego przejścia

α ~ +0.110

dla ferromagnetycznego 3D

T c

Květoslava Burda

T c

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: