Nukus konchilik instituti

Nukus konchilik instituti

Fan : fizika

Mavzu : Fazaviy oʻtishlar

Bajardi : Safarov B

Qabul qildi : Ibadullaev A

Reja

• Faza o’tishlar
• Birinchi tur fazaviy o’tish:
• Ikkinchi tur faza o’tishlar

Kritik nuqta mavjudligini ilk bor Endryu (1869) C ni o‘rganganda kuzatgan. Bir qancha vaqtdan keyin
Van-der Vaals o'zining mashhur tenglamasini taklif qiladi. Van-der Vaals holat tenglamasi kondensatsiya
nazariyasi tarixiy roi o'ynagan. Bu tenglamaning muhim xossasi, bitta tenglama bir vaqtning o‘zida ham
gaz, ham suyuq holatni tavsiflay olgaa Bizga umumiy fizika kursidan ma’lumki, bu tenglama m a’lum
temperaturalar intervalida nomuvozanat sohaga ega. Bunday holdan qutilish uchun Maksvell teng
yuzalar qoidasini kiritadi. Van-der-Vaals tenglamasi va Maksvell teng yuzalar qoidasi birgalikda
kondensatsiya hodisasini tushuntirib bergan. 0 ‘sha vaqtda moddaning bir agrégat holatdan ikkinchisiga
o'tishi faza o‘tishi degan nom olgan.
Shunday qilib, fazalar o'tishinim; nazariyasiga asos
solingan. Turli sistem aiar ustida olib borilgan tadqiqotlar faza o‘tish gaz holatdan suyuqlik holatiga o‘tish bilan chegaralangan, juda ko‘p qirrali ekanligi namoyon bo‘ldi.
Muvozanat holatdagi geterogen sistem ada tashqi ta ’sirlarning o'zgarishida modda bir fazadan boshqa fazaga o‘tishi mumkin. Masalan: suyuq holatdan gaz holatga, bir kristall modifikatsiyadan boshqasiga, normal o‘tkazgich holatdan o‘ta o'tkazgich holatga, ferromagnit holatdan param agnit holatga va h.k. Bu faza o‘tishlarning qisqacha ro'yxati bo'lib, uni yana davom ettirish mumkin. Faza o'tishlar nazariyasi hozirgi kunda juda rivojlangan bo'lib, ushbu darslik doirasida barcha nazariyalarni qamrab olish mumkin emas.
Faza o‘tishlar nazariyasini avval termodinamik nuqtayi nazardan ko'rib chiqamiz. Faza o'tishlar
har doim ba’zi bir termodinamik kattaliklar uzluksizligining buzilishi bilan bog‘lagandir. O'tish nuqtasida Gibbs termodinamik potensialining birinchi yoki ikkinchi tartib li
hosilalarining uzilishga duchor bo‘lishiga qarab, faza o'tishlar birinchi va ikkinchi xilfaza o'tishlarga bo'linadi. Agar Gibbs termodinamik potensialidan olingan birinchi tartibli hosila
uzilishga duchor bo'lsa, ikkinchi tartibli hosila esa uzluksiz bo'lsa, bunday faza o'tish birinchi xil
faza o'tishlar deb yuritiladi. Agar aksincha bo'lsa, u holda ikkinchi xil faza o'tishlar deb yuritiladi.
Birinchi xil faza o'tishlarda solishtirm a hajm, solishtirma entropiya o'tish nuqtasida
uzilishga duchor bo'ladi. Birinchi xil faza o'tishlarda yashirin issiqlikning yutilishi yoki
ajralishi kuzatiladi. Bunday o'tishga erish, bug'lanish, sublimatsiya, bir kristall holatdan
ikkinchi kristall holatga o'tish kiradi.
Birinchi xil faza o'tishlar tenglamasi Klapeyron-Klauzius tomonidan berilgan. Bu tenglamani olishda fazalar muvozanatida ikkala fazadagi kimyoviy potensiallarning
tenglik sharti (T,p) = n (T ,p) dan foydalanamiz. Buning uchun ushbu tenglikning har
ikkala tomonidan to’liq differensial olamiz
Mos differensiallarni solishtirib quyidagi ifodani olamiz:
Bu yerda s va v-bitta zarraga to’g’ri kelgan entropiya va hajm (2) muvozanat egriligining
differensial tenglamsi bo’lib , u Klayperon- Klauziuz tenglamasi deyiladi. Ko’pincha bu tenglama
quydagi ko’rinishda ham yoziladi.
Yoki
yerda yoki L= – o’tish issiqligi yoki yashirin issiqlik deb yuritiladi,
ravishda molyar solishtirma hajm yoki molyar hajm o’zgarishi (3)va (4)
Tenglamlarning
3. «Ikkinchi xil faza o‘tishlar» tushunchasi (1933- y.) Erenfest tomonidan kiritilgan. Erenfest
ikkinchi xil faza o'tishlami suyuq He- I ni suyuq He - II ga (o‘ta oquvchanlik holati) o'tishida
kuzatadi.
Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki (1- rasm) qattiq geliy T = 4,22 K va normal atmosfera
bosimida suyuq holatga o‘tadi (geliy-II) va 0 yaqinida suyuq holatda qoladi. Suyuq geliy-I
T = 2,19 K da suyuq geliy-II ga o‘tadi, ya’ni geliy-II da ikkinchi
tur faza o'tish yuz beradi.
Suyuq geiiy-II T -> 0 K gacha
suyuq holatda qoluvchi va kvant xossaga ega bo'lgan
makroskopik sistemadir. Boshqa hamma sistemalar kvant
effektlar namoyon bo'lgunga qadar tem peraturalarda
qattiq holatga o‘tib bo'ladi. Suyuq geliy-II va geliy-I
o‘zining fizik xususiyatlari bilan birbiridan farq qiladi. 4.4-
rasmdan ko'rinib turibdiki, 30 atm dan katta bosimda,
yuqori temperaturali modifikatsiyadagi suyuq geliy-I tem
peratura pasayishi bilan qattiq holatga o'tadi. Ammo 30
atm bosimdan kichik bosimda T —> 0 K temperaturada ham suyuqligicha qoladi. Lekin, T = 2,19 K tem
peraturada suyuq geliy-I boshqa modifikatsiya, suyuq geliy-II ga o'tadi.
Shuning uchun ham ikkinchi xil faza o‘tishlar Erenfest tenglamalari bilan ifodalanadi. Erenfest tenglamalari birinchi xil faza o'tishlarni ifodalovchi Klayperon-Klauzius tenglamasi (4.78)ni Lapital qoidasi
bo‘yicha o'zgartirish natijasida quyidagi ko‘rinishda olinadi:
Agar sistemaga umumlashgan kuch ta’sir etayotgan bo‘lsa, u holda Erenfest tenglamalari urnumiy ko'rinishni oladi:
O’ta o'tkazuvchanlik faza o'tish termodinamikasida hajmning o'zgarishini va Hc ning bosimga
bog'liqligini hisobga olib, issiqlik hajmiy kengayishi va elastiklik modulining o'zgarishlarini topamiz. Bu
masalani sodda yechish uchun o'ta o'tkazgich V hajmli kvazicheksiz silindrdan iborat bo‘lsin. Silindr
o‘qiga parallel yo‘nalgan magnit maydonga joylashtirilgan bo'lsin. Bu holda maydon mavjud bo'lgan va u
yo‘q bo‘lgandagi Gibbs term odinamik potensialining farqi
ifoda bilan aniqlanadi. Bu ifodadan o'zgarmas Я va Г da bosim bo'yicha hosila olib, hajmlar farqi uchun
quyidagini hosil qilamiz:
О’tа o'tkazuvchanlik uchun term odinam ikaning asosiy tenglamasi