Экстремальные состояния жидкой фазы вещества

• Автор: Патрик Ага Таманга
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Метастабильные и неустойчивые состояния жидкой фазы и кинетика их распада (обзор)
1.1. Условия термодинамического равновесия жидкости и пара. Било даль
1.2. Теория термодинамической устойчивости фазы. Спинодаль
1.3. Уравнения состояния для жидкостей и газов. Приведенная форма этих уравнений
1.3.1. Уравнение состояния идеального газа
1.3.2. Уравнение Ван-дер-Ваальса
1.3.3. Уравнение Вертело
1.4. Свойства вещества в окрестности критической точки
1.4.1. Критическая точка
1.4.2. Бинодаль и спинодаль в окрестности критической точки
1.5. Закритические фазовые переходй. Квазиспинодаль
1.6. Флуктуации и термодинамическая устойчивость фазы
1.7. Гомогенное образование зародышей пара. Частота гомогенной нуклеации в окрестности спинодали
1.7.1. Работа образования зародыша
1.7.2. Частота образования зародышей пара
1.8. Неустойчивая фаза и ее спинодальный распад
1.9. Выводы и цели исследований
Глава 2. Критическая точка
2.1. Новый метод определения параметров обобщенного уравнения Ван-дер-Ваальса
2.2. Критические параметры веществ на основе обобщенного уравнения Ван-дер-Ваальса
2.3. Сравнение параметров критической точки металлов по обобщенному уравнению Ван-дер-Ваальса с данными, полученными на основе опытов с
электрическим взрывом проводников
2.4. Критическая температура и теплота сублимации веществ при абсолютном

Глава 3. Спинодаль жидкой фазы
3.1. Спинодаль по обобщенному уравнению Ван-дер-Ваальса
3.2. Обобщенное уравнение Вертело и спинодаль по этому уравнению
3.2.1. Обобщенное уравнение Вертело
3.2.2. Методики определения параметров обобщенного уравнения Вертело..
3.3. Спинодаль на основе обобщенного уравнения Вертело
3.4. Термодинамический метод расчета идеальной прочности металлов
3.5. Спинодаль жидкой фазы по уравнению Фюрта
3.6. Об аномалии спинодали воды в области отрицательных давлений
3.7. Сравнение данных для спинодали по различным уравнениям состояния
3.8. Спинодаль и частота образования зародышей пар
Глава 4. Квазисшшодаль и сверхкритическая точка
4.1. Квазиспинодаль по обобщенному уравнению Ван-дер-Ваатьса
4.2. Квазиспинодаль по обобщенному уравнению Вертело (3.29)
4.3. Сверхкритическая точка
4.3.1. Сверхкритическая точка по обобщенному уравнению Ван-дер-Ваальса
4.3.2. Сверхкритическая точка по обобщенному уравнению Вертело (3.29)
4.4. Термодинамическая устойчивость фазы на квазиспинодали и спинодальный распад неустойчивой фазы
Заключение
Список использованной литературы Приложения

Введение
Проблема фазовых переходов и критического состояния является одной из фундаментальных проблем физики [70]. Она объединяет широкий круг таких физических систем как жидкости, ферромагнетики, сегнетоэлектрики, сверхпроводники, бинарные сплавы, полимеры и жидкие кристаллы. Представления о фазовых переходах проникают в область физики твердого тела, физики низких температур, физической химии, химической технологии, металлургии и биологии и используется в технике: автоматике и электротехнике, радиоэлектронике и акустике, лазерной технике и оптоэлектронике. Такое большое научное и практическое значение проблемы вызывает интерес и необходимость ее изучения.
Для описания свойств газов и жидкостей, помимо экспериментальных исследований, необходимы теоретические исследования, важнейшей целью которых является построения уравнения состояния вещества. Среди множества таких уравнений особенно важными являются такие, которые одновременно пригодно для описания свойств жидкости, газа и фазового перехода жидкость-пар.
Впервые такого рода уравнение было обосновано Ван-дер-Ваальсом [10]. В основе этого уравнения положены понятия свободного объема V - Ь и внутреннего (молекулярного) давления р, = а/У, где V - молярной объем вещества; а, Ь - постоянные.
Позже были предложены многие другие уравнения [30, 70] в которых улучшение согласия с эксперименгом достигалось путем введения дополнительных, зачастую многих, параметров. Так как эти параметры, как правило, определяют по данным эксперимента, то это обстоятельство ограничивает возможности применений многопараметрических уравнений для расчета термодинамических свойств жидкостей и газов. Одно из таких эмпирических или полу-эмиирических уравнений состояния веществ является уравнение Вертело.

(1.88)
Здесь и в дальнейшем, химический потенциал отнесен к единице массы,
принята поверхность натяжения. Химические потенциалы относятся к равным давлениям. Первый член выражает работу образования поверхности, второй член — объемную работу против сил давления и третий член — молекулярную работу. Если пар в пузырьке близок к идеальному газу, то химический потенциал жидкости в последнем слагаемом равным ему химическим потенциалом пара для неустойчиво равновесного пузырька:
п - число молекул в пузырьке, р2с - давление пара в пузырьке критического размера при заданных значениях температуры и давления во внешней фазе. При равновесии шарика со средой имеют место условия (1.9), (1.87) и запись упрощается:
Последнее выражение для работы образования критического зародыша особенно удобно, так как в (1.91) не входит явно радиус разделяющей поверхности. При заданных внешних условиях критическому шарику соответствует максимальная работа.

М2--т-}р2 - масса внутренней фазы. В качестве разделяющей поверхности
(1.89)
(1.90)
16 71(
(1.91)
3(Р2~Р1/