Лекция 9
advertisement
Лекция 9 Правило фаз Гиббса. Фазовые переходы второго рода. Уравнение Эренфеста. Зависимость свойств фазы от ее размера. Основные понятия термодинамики растворов. Лекция 8 Мембранное равновесие. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Его применение к процессам плавления, сублимации и испарения в однокомпонентных системах (на примере Н2О). Диаграммы состояния воды, серы и фосфора. Энантиотропия и монотропия. Фазовые переходы первого рода. Пластические фазовые переходы. Жидкие кристаллы. Энергия Гиббса двух фаз (dG ) p ,T ,n 0 Диаграмма состояния углерода Р, гПа Жидкий углерод Алмаз ВТ-ВД синтез алмаза 1.2*105 бар 4200 К Каталитический синтез алмаза Графит CVD синтез алмаза 1 бар Т, К Графит и алмаз, монотропный переход (?) μ p = 1 бар = const Алмаз 3.6 кДж/моль Графит 500 К T Диаграмма состояния углерода Р, гПа Жидкий углерод Алмаз ВТ-ВД синтез алмаза 1.2*105 бар 4200 К Каталитический синтез алмаза Графит CVD синтез алмаза 1 бар Т, К μ Каталитический синтез алмаза, монотропный переход p = 60000 бар = const Графит Алмаз 2000 К T Фуллерен (1985) Молекула, d = 0.7 нм. Сфера, полая внутри Образует обычный кристалл С60 Кристалл С60 Научные основы G 60С(газ) = С60(газ) T >1500K С60, тв. T = 298 K 60 С гр. µ µ Т S Т S Ф.П. II рода ΔS Т V Т V ΔV Т Cp Т Cp Δcp Т Т Фазовый переход второго рода. Жидкий гелий Фазовый переход: p=const μ 1-ого рода μ 2-ого рода ? I I II II Tп T Tп T Фазовый переход «типа» первого рода ДСК Дилатометр Vm Hm II ∆Vm II ∆Hm I I Ttr T Ttr T Фазовый переход «типа» второго рода ср Жидкость II ∆сp Стекло I Tg Tпл T Трехмерная Фаза МАКРО… Микро… d 100 нм d 100 нм d 100 м (2%) 2 ( p, T , r ) ( p, T ) Vm r нано… d 50 нм Диаграмма состояния наноуглерода Нанотрубка (1991) Цилиндр; «вырезан» из графитовой плоскости, «свёрнут» Диаметр основания – несколько нм Длина трубки – любая (нм, мкм и т.д.) Трубка Графит и его плоскости Графен (2004) Одна графитовая плоскость; Толщина – 0.077 нм; Получены образцы площадью 10-2 м2 Графен Графит и его плоскости Энергия Гиббса раствора G* 0 2 G x (1 x1 ) * 0 1 1 0 2 ΔG*(x1) 0 1 X1 p,T = const
