Die Physik ist heutzutage weit verbreitet.Wissenschaft. Es ist buchstäblich überall. Das elementarste Beispiel: In Ihrem Garten wächst ein Apfelbaum, auf dem Früchte reifen, die Zeit kommt und die Äpfel beginnen zu fallen, aber in welche Richtung fallen sie? Dank des Gesetzes der universellen Gravitation fällt unser Fötus zu Boden, das heißt, er geht runter, aber nicht rauf. Dies war eines der bekanntesten Beispiele der Physik. Beachten wir jedoch die Thermodynamik oder vielmehr die Phasengleichgewichte, die in unserem Leben nicht weniger wichtig sind.
Для начала, давайте рассмотрим этот термин.Θερμοδυναμική- so sieht das Wort auf Griechisch aus. Der erste Teil Θερμо bedeutet "Wärme" und der zweite Teil δυναμική - "Stärke". Die Thermodynamik ist ein Zweig der Physik, der die Eigenschaften eines makroskopischen Systems sowie verschiedene Arten der Umwandlung und Übertragung von Energie untersucht. In diesem Abschnitt werden verschiedene Zustände und Prozesse speziell untersucht, um das Konzept der Temperatur in die Beschreibung einfließen zu lassen (dies ist eine physikalische Größe, die das thermodynamische System charakterisiert und mit bestimmten Instrumenten gemessen wird). Alle Prozesse, die in thermodynamischen Systemen ablaufen, werden nur durch mikroskopische Werte (Druck und Temperatur sowie die Konzentration der Komponenten) beschrieben.
Jeder Physiker kennt diese Gleichung, aber lassen Sie unsWir werden es in Teile zerlegen. Es bezieht sich auf die Gleichgewichtsvorgänge beim Übergang einer bestimmten Materie von einer Phase zur anderen. Dies ist in solchen Beispielen deutlich zu sehen: Schmelzen, Verdampfen, Sublimation (eine der Methoden zur Konservierung von Produkten, die die vollständige Entfernung von Feuchtigkeit durchläuft). Die Formel zeigt deutlich die laufenden Prozesse:
Die Clapeyron-Clausius-Gleichung lauteteine hervorragende mathematische Erklärung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Wird auch als "Clausius-Ungleichung" bezeichnet. Natürlich wurde der Satz von dem Wissenschaftler selbst entwickelt, der den Zusammenhang zwischen dem Wärmefluss im System und der Entropie sowie ihrer Umgebung erklären wollte. Clausius entwickelte diese Gleichung in seinen Versuchen, die Entropie zu erklären und in Mengen zu bestimmen. Im wörtlichen Sinne ermöglicht uns der Satz zu bestimmen, ob ein zyklischer Prozess reversibel oder irreversibel ist. Diese Ungleichung bietet uns eine quantitative Formel zum Verständnis des zweiten Gesetzes.
Der Wissenschaftler war einer der Ersten, die an der Idee arbeiteten.Entropie und gab diesem Prozess sogar einen Namen. Das, was heute als Clausius-Theorem bekannt ist, wurde erstmals 1862 im sechsten Werk von Rudolph "Über die Verwendung des Äquivalenzsatzes von Transformationen für die Arbeit im Inneren" veröffentlicht. Der Wissenschaftler versuchte durch Erhitzen einen proportionalen Zusammenhang zwischen Entropie und Energiefluss aufzuzeigen (δ Zu) в системе.Im Bauwesen kann diese Wärmeenergie in Arbeit umgewandelt und durch einen Kreisprozess in Wärme umgewandelt werden. Rudolph bewies, dass "die algebraische Summe aller Transformationen, die in einem zyklischen Prozess stattfinden, nur kleiner als Null oder im Extremfall gleich Null sein kann".
Ein isoliertes System ist eine der folgenden Methoden:
Trotz der Tatsache, dass das Subjekt intern mit seiner eigenen Schwerkraft in Beziehung steht, wird ein isoliertes System normalerweise außerhalb der äußeren Gravitations- und anderen entfernten Kräfte aufgenommen.
Dies kann mit der Tatsache kontrastiert werden, dass (inEine allgemeinere Terminologie, die in der Thermodynamik verwendet wird, wird als geschlossenes System bezeichnet, das von selektiven Wänden bedeckt ist, durch die Energie in Form von Wärme oder Arbeit übertragen werden kann, jedoch keine Materie. Und mit einem offenen System, in das Materie und Energie eintreten oder austreten, obwohl es in Teilen seiner Grenzen verschiedene undurchdringliche Wände haben kann.
Ein isoliertes System unterliegt dem Naturschutzgesetz. Am häufigsten werden in der Thermodynamik Materie und Energie als getrennte Konzepte betrachtet.
Um Quantenphasenübergänge zu verstehen, ist es hilfreich,Ordnen Sie sie klassischen Transformationen zu (auch thermische Umwandlungen genannt). CPT beschreibt die Spitze der thermodynamischen Eigenschaften des Systems. Es signalisiert eine Partikelreorganisation. Ein typisches Beispiel ist der Gefrierübergang von Wasser, der den glatten Übergang zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff beschreibt. Klassische Phasenauswüchse sind auf die Konkurrenz zwischen der Energie des Systems und der Entropie seiner thermischen Schwankungen zurückzuführen.
Классическая система не имеет энтропии при Nulltemperatur und daher keine Phasenumwandlung möglich. Ihre Reihenfolge wird durch die erste diskontinuierliche Ableitung des thermodynamischen Potentials bestimmt. Und natürlich hat es die erste Ordnung. Die Phasenumwandlungen von einem Ferromagneten zu einem Paramagneten sind kontinuierlich und haben eine zweite Ordnung. Diese konstanten Änderungen von der geordneten in die ungeordnete Phase werden durch den Ordnungsparameter beschrieben, der gleich Null ist. Für die oben erwähnte ferromagnetische Transformation ist der Ordnungsparameter die Gesamtmagnetisierung des Systems.
Gibbs freie Energie ist das Maximum die Anzahl der Jobs ohne Erweiterung, die möglicherweiseaus einem thermodynamisch geschlossenen System entfernt werden (das Wärme austauschen und mit der Umwelt arbeiten kann). Ein solches maximales Ergebnis kann nur in einem vollständig reversiblen Prozess erzielt werden. Wenn das System vom ersten in den zweiten Zustand umgekehrt transformiert wird, entspricht die Abnahme der freien Gibbs-Energie der Abnahme, die das System in seiner Umgebung durchführt, abzüglich der Arbeit der Druckkräfte.
Thermodynamisches und mechanisches Gleichgewichtist ein axiomatisches Konzept der Thermodynamik. Dies ist der interne Zustand eines oder mehrerer Systeme, die durch mehr oder weniger durchlässige oder undurchlässige Wände verbunden sind. In diesem Zustand gibt es weder innerhalb eines Systems noch zwischen Systemen reine makroskopische Ströme aus Materie oder Energie.
In seinem eigenen StaatsbegriffEine makroskopische Veränderung des inneren Gleichgewichts tritt nicht auf. Systeme befinden sich gleichzeitig in wechselseitigen thermischen, mechanischen, chemischen (Konstanten) und Strahlungsgleichgewichten. Sie können in einer Form vorliegen. Dabei werden alle Arten sofort und unendlich lange gelagert, bis der physikalische Betrieb gestört ist. Im makroskopischen Gleichgewicht kommt es zu einem perfekt ausgeglichenen Austausch. Der obige Beweis ist eine physikalische Erklärung dieses Konzepts.
Jedes Gesetz, jeder Satz und jede Formel haben ihre eigenen Grundlagen. Lassen Sie uns die 3 Grundlagen des Gesetzes des Phasengleichgewichts analysieren.
Die Gibbs-Fabrikregel wurde von Josiah vorgeschlagenWillard Gibbs in seinem berühmten Artikel mit dem Titel "Das Gleichgewicht heterogener Substanzen", der von 1875 bis 1878 veröffentlicht wurde. Es wird auf nicht reaktive heterogene Mehrkomponentensysteme im thermodynamischen Gleichgewicht angewendet und ist eine gegebene Gleichheit:
Die Anzahl der Freiheitsgrade ist die Anzahl der nicht besetztenintensive Variablen. Die größte Anzahl von thermodynamischen Parametern wie Temperatur oder Druck, die gleichzeitig und willkürlich variieren können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Ein Beispiel für ein Einkomponentensystem ist ein System mit einer reinen chemischen Substanz, und Zweikomponentensysteme wie Gemische aus Wasser und Ethanol weisen zwei unabhängige Komponenten auf. Typische Phasenübergänge (Phasengleichgewicht) sind Feststoffe, Flüssigkeiten, Gase.
Für materialwissenschaftliche Anwendungen,Bei Phasenänderungen zwischen verschiedenen festen Strukturen tritt häufig ein konstanter Druck auf (z. B. in einer Atmosphäre), der als Freiheitsgrad ignoriert wird. Daher lautet die Regel wie folgt: F = Mit - P + 1.
Diese Formel wird manchmal als Regel bezeichnet.mit kondensierter Phase “, aber wie wir wissen, gilt dies nicht für diese Systeme, die hohen Drücken ausgesetzt sind (z. B. in der Geologie), da die Folgen dieser Drücke katastrophale Folgen haben können.
Es scheint, dass das Phasengleichgewicht gerecht isteine leere Phrase, und in diesem Moment sind nur wenige physikalische Prozesse involviert, aber wie wir gesehen haben, funktionieren viele Gesetze, die wir kennen, ohne sie nicht. Sie müssen sich daher mit diesen einzigartigen, farbenfrohen, wenn auch etwas langweiligen Regeln vertraut machen. Dieses Wissen hat vielen Menschen geholfen. Sie haben gelernt, sie auf sich selbst anzuwenden, zum Beispiel können sich Elektriker, die die Regeln für die Arbeit mit Phasen kennen, vor unnötigen Gefahren schützen.
