Sharof rashidov nomidagi samarqand davlat universiteti kimyo fakulteti

Birinchi va ikkinchi fazaviy 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, ferromagnet 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‘langandir. O'tish nuqtasida Gibbs termodinamik potensialining birinchi yoki ikkinchi tartibli hosilalarining uzilishga duchor bo‘lishiga qarab, faza o'tishlar birinchi va ikkinchi xil faza 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.

«Ikkinchi xil faza o‘tishlar» tushunchasi (1933- y.) Erenfest tomonidan kiritilgan. Erenfestikkinchi xil faza o'tishlami suyuq He- I ni suyuq He - II ga (o‘ta oquvchanlik holati) o'tishidakuzatadi. 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. Bunda o‘tish yashirin issiqligi
nolga teng bo'ladi. Bunday faza o'tish ikkinchi xil faza o‘tish deyiladi.
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: