tailieunhanh - Cân bằng pha và chuyền pha

Cho đến nay chúng ta chỉ toàn khảo sát các hệ đồng nhất, còn trong bài này chúng ta sẽ xem xét tính chất của các hệ gồm nhiều pha khác nhau. Một pha của một chất nào đó là một phần đồng nhất của hệ, có tính chất riêng biệt, ngăn cách với các phần còn lại bằng những ranh giới xác định. Một ví dụ gần gủi nhất về hệ thống có hai pha là một bình nước đậy kín đang sôi, ở đây chúng ta có hai pha ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhau. | Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http For evaluation only. 1 Cân bằng pha và chuyển pha CÂN BẰNG PHA VÀ CHUYỂN PHA Biên soạn Lê Quang Nguyên Trong bài này chúng ta sẽ áp dụng các phương pháp nhiệt động lực học đã được giới thiệu trong hai bài 3 và 4 để khảo sát hiện tượng chuyển pha. 1. MỞ ĐẦU Cho đến nay chúng ta chỉ toàn khảo sát các hệ đồng nhất còn trong bài này chúng ta sẽ xem xét tính chất của các hệ gồm nhiều pha khác nhau. Một pha của một chất nào đó là một phần đồng nhất của hệ có tính chất riêng biệt ngăn cách với các phần còn lại bằng những ranh giới xác định. Một ví dụ gần gủi nhất về hệ thống có hai pha là một bình nước đậy kín đang sôi ở đây chúng ta có hai pha ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhau là nước và hơi nước. Trong trường hợp này chúng ta còn quan sát thấy hiện tượng chuyển pha từ nước thành hơi nước và ngược lại. Sau đây là một số ví dụ khác về các pha khác nhau của một chất Carbon có thể tồn tại dưới dạng graphite kim cương hay fullerene. Các vật liệu từ có các pha nghịch từ thuận từ và sắt từ. Helium hoá lỏng ở một nhiệt độ xác định có thể chuyển thành pha siêu chảy có hệ số nhớt bằng không. Một số vật liệu dẫn điện ở nhiệt độ rất thấp có thể chuyển sang pha siêu dẫn có điện trở bằng không. Các phương pháp nhiệt động lực học có thể giúp tìm hiểu các điều kiện để có cân bằng nhiệt giữa hai pha điều kiện để có chuyển pha cũng như khảo sát các tính chất nhiệt động của hệ lúc chuyển pha. Khi khảo sát cân bằng pha và chuyển pha người ta hay vẽ các giản đồ pha trong không gian P T. Trên hình là một ví dụ đó là giản đồ pha của nước. Còn trên hình là giản đồ pha của Helium 4. Giản đồ pha cho chúng ta biết nhiều chi tiết về cân bằng pha và chuyển pha. Mỗi điểm trên giản đồ pha mô tả một trạng thái của chất đang xét ở một áp suất và nhiệt độ xác định. Các đường cong trên giản đồ pha tương ứng với các trạng thái cân bằng giữa hai pha tại đó hai pha đồng thời tồn tại và cân bằng nhiệt với nhau. Các đường cân