(вода, сера, фосфор, углерод). Фазовые переходы первого рода

Лекция 8
Уравнение Клаузиуса - Клапейрона.
Диаграммы состояния однокомпонентных
систем (вода, сера, фосфор, углерод). Фазовые
переходы первого рода. Пластические и жидкие
кристаллы. Переход в стеклообразное
состояние.
Лекция 7
Уравнение изобары химической реакции.
Условия фазового равновесия. Условия
мембранного равновесия. Правило фаз.
Фазовое равновесие: dUS,V,n=0
T (2) , p (2) ,
T (1) , p (1) ,
1(1) ....c(1)
1(2) ....c(2)
T (3) , p (3) ,
1(3) ....c(3)
T (5) , p (5) ,
1(5) ....c(5)
T
(4)
(4)
,p ,
 ....
(4)
1
(4)
c
T
( j)
( j)
,p ,
1( j ) ....c( j )
Фазовое равновесие: dGT,p,n=0
T , p,
1(2) ....c(2)
T , p,
 ....
(1)
1
T , p,
(1)
c
1(3) ....c(3)
T , p,
1(5) ....c(5)
T , p,
T , p,
 ....
(4)
1
(4)
c
1( j ) ....c( j )
Энергия Гиббса двух фаз
(dG ) p ,T ,n  0
p
ж
тв
α
пар
β
T
р
пар
μ
p1=const
ж
p2
тв
тв
пар
p1
Т1
Т
Т1
Т2
Т3
Т
р
ж
p2
тв
пар
p1
Т1
μ
пар
ж
p2 =const
тв
Т2
Т3
Т
Т2
Т3
Т
р
ж
p2
тв
пар
p1
Т1
Т3
Т2
Т
μ
тв
T1=const
пар
p1
р
р
пар
μ
ж
p2
p1=const
тв
тв
пар
p1
Т1
Т1
Т
μ
пар
p2 =const
тв
T1=const
пар
Т2
Т3
Т
μ
ж
тв
Т3
Т2
Т
p1
р
Диаграмма состояния воды
Критическая точка
Вода жидкая
Давление
Лёд
Водяной пар
Тройная
точка
273,16 К
Температура
373 К
647 К
Диаграмм состояния серы
р
426 К, 1429 бар
Sромб
Sжидк
368.1
1 бар
393.1
Sм
393 К, 3*10-5 бар
368 К,
3*10-6
бар
Sпар
Т
Диаграмма состояния фосфора
р
Рбелый
Ржд
Рфио
л
Рпар
Т
417
862
p
Pб
p1
Pж
Pф
μ
Pпар
T
Pб
p1 = const
Pф
Pж
T1
T2
T
Графит и алмаз, монотропный переход
μ
p = 1 бар = const
Алмаз
3.6 кДж/моль
Графит
500 К
T
Ф.П. I рода
Таблица. Характерные энтальпии фазовых переходов I рода
Вещество
S
CCl4
C14H14N2O3
Фаза I
Фаза II
Ромбическая
Моноклинная
368.1
0.4
Моноклинная
Жидкость
393.1
1.7
Кристалл I
Кристалл II
226
4.6
Кристалл II
Жидкость
251
2.6
Кристалл I
Жидк. кр
387
30.6
Жидк. кр
Жидкость
409
0.78
T, K
ΔHtrs
(kJ/mol)
Молекулярное строение фаз
Кристалл
Жидкий кристалл
Жидкость
Фазовый переход в стеклообразное состояние
ср
Жидкость
II
∆сp
Стекло
I
Tg
Tпл
T
Фазовый переход в стеклообразное состояние
Vm
Плавление
Vm
Стеклование
II
∆Vm
II
I
I
Tпл
T
Tg
Tпл
T