Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)Đ4 Sự chuyển pha Khái niệm vỊ chun pha:
Chuyển pha: Q trình biến đổi hệ từ pha nμy sang pha khác Hơi -> Lỏng >Rắn
H2O H2O h¬i
2 pha
ĐN: Pha l tập hợp phần vĩ m«
đồng tính (cùng tính chất) tồn trong hệ nhiệt động
2 pha
• Khơng xảy khí lý t−ởng • ứng dụng:
c Lμm lạnh, nén khí nhiệt độ phù hợp với hiệu ứng d−ơng vμ cho giãn nở ống kín
(2)•Chuyển pha loại I: Thuận nghịch, có hấp thụ toả nhiệt, V vμ S thay đổi đột ngột: Đạo hμm bậc hμm nhiệt động thay đổi đột ngột
• Chuyển pha loại II: V,U,S Biến đổi liên tục khơng có nội ma sát: Kim loại ↔Siêu dẫn:
Đạo hμm bậc hai hμm nhiệt động thay đổi đột ngột:
p
p T )
C 2
T G (
∂ ∂ −
=
T
p )
p G (
) S
∂ ∂ =
∂ ∂
= vμ V T
G
( T
Tnc
t(s)
lo¹i I
ψN
ψ S
Bac Ba
(3)T G ( )p S
∂ ∂ =
p
p T )
C 2
T G (
∂ ∂ −
=
T ) p G (
∂ ∂ =
V
Chun pha lo¹i II
T T1
S
T T1
S
T T1
Cp
T T1
Cp
T T1
V
T T1
V
(4)2 điều kiện cân pha Phơng trình Clapeyron-Clausius
p a Điều kiện cân pha: ChuyÓn
pha xảy nhiệt độ vμ áp suất xác định -> đ−ờng cân pha: *
T1=T2; p1=p2 * dG=0
phaI
phaII T
0 dn
dn dG
0 dn
SdT Vdp
dG
2
1
2
1 i
i i
= μ
+ μ
=
= μ
+ −
= ∑
=
=>Sè h¹t hai pha n1+n2=n=const =>dn= dn1+dn2=0
) T , p ( )
T , p
( 2
1 = μ
(5)b Điều kiện cân pha:
T1=T2= T3; p1=p2=p3; μ1=μ2= μ3
); T , p ( ) T , p ( ); T , p ( ) T , p ( μ = μ μ = μ p T R
T =Tc: LK,RK v RL loại I không liên tục T>Tc: chuyển pha LK liªn tơc,
T<Tc: chun pha RK liªn tục M Điểm chập
Trạng thái Tới hạn
K
L
M
Tc
c Sè pha hƯ nhiỊu cÊu tư:
Gọi N lμ số nguyên/phân tử cấu tử k pha i Nồng độ pha thứ i lμ:
∑ = k ) k ( i ) k ( i ) k ( i N N C
k=1,2,3 n cÊu tö i=1, 2,3, r pha
(6)p Q1
p1 T1
p2 4 T2 3
V1V4 V2V3 V
Công nén 34: A2=-p2(V4-V3)=-p2 (V1-V2)
Công chu trình: A=A1+A2=(p1-p2)(V1-V2) (Công giÃn, nén đoạn nhiệt 23,41:
A23A410; U0)
1
2
2
1
1
1 Q
) V V
)( p
p ( T
) p p
( dP dT T
T T
Q '
A = − = − = − −
= η
) p
p ( dp dT
T
T − = −
dV
V Δ
Vïng b·o hoμ khÝ thùc
T1=T2+dT p1=p2+dp
(7)V Q
T dP
dT
1 Δ =
Nhiệt độ chuyển pha T>0
Èn nhiƯt Q>0: nhiƯt to¶ thu
vo trình chuyển pha
Kết luận: Nhiệt độ chuyển pha tỷ lệ với áp
st
øng dơng: nåi h¬i, nåi ¸p st, P cao nhiƯt
độ sơi cao ( n 200oC)
Trên núi cao P thấp, nớc sôi d−íi 100oC
V ~
dP dT
Δ
V Q
T dP