Energia feltételei a kristályosodási folyamat

Energia feltételei a kristályosodási folyamat. Miért átalakulások fordulnak elő jól meghatározott hőmérsékleten - vizsgálata, High Technology részén, anyagi energia feltételeket a kristályosodási folyamat. Miért van az átváltás.

Energia feltételei a kristályosodási folyamat. Miért átalakulások fordulnak elő szigorúan meghatározott hőmérsékleten. Minden olyan anyag ismeretes, hogy lehet három állam aggregációs gáznemű, folyékony és szilárd.

A tiszta fémek bizonyos hőmérsékleteken változás történik álló szilárd halmazállapotban helyébe a folyékony az olvadási hőmérséklet, folyékony állapotban gázosítjuk reflux hőmérsékleten. Átmeneti hőmérséklete függ a nyomás állandó nyomáson, de meglehetősen különböző. Az átmenet a folyadék szilárd állapotban kristályrács képződik, kristályok jelennek meg.

Ezt a folyamatot nevezzük a kristályosodás. A magyarázat a létezését néhány hőmérsékleten a folyadék és más hőmérsékleteken szilárd halmazállapotú, és miért az átalakítás alatt megy végbe jól meghatározott hőmérsékleten a természetben minden spontán előforduló átalakítás, és ennek következtében kristályosodási és olvadási annak a ténynek köszönhető, hogy az új állam az új környezetben energetikailag stabil, alacsonyabb energiatartalmú.

Hadd magyarázzuk a példát. Nehéz labdát 1. pozíció látható. 1 hajlamos arra, hogy egy stabilabb helyzetben 2, mivel a potenciális energia a 2-helyzetben kisebb, mint az 1. helyen Az energia állapotát egy olyan rendszer, amelynek nagy számú részecske által lefedett termikus mozgás az atomok, molekulák, azzal jellemezve, hogy egy speciális termodinamikai F függvény, az úgynevezett szabad energia szabad energia FU TS, ahol az energia belső U a rendszer az abszolút hőmérséklet T S az entrópia.

Azt mondhatjuk, hogy minél több szabad energiát a rendszer, a rendszer kevésbé stabil, és ha ez lehetséges, a rendszer átlép az állapotot, amikor a szabad energia kisebb, mint egy labdát, hogy legurul pozícióig 1 2. pozícióba, ha nincs akadály az úton. A külső feltételek változása, például a hőmérséklet, a szabad energia a rendszer változik egy bonyolult törvény, de más a folyékony és kristályos állapot.

Vázlatosan, a természet a szabad energia változás a folyadék és a szilárd állapotok hőmérséklet ábrán látható. A fenti 2. hőmérséklet TS alacsonyabb, mint a szabad energiája anyag folyékony állapotban alábbi Ts anyag szilárd állapotban. Következésképpen, a fenti Ts, az anyagot kell folyékony állapotban, és az alábbiakban a Ts, szilárd, kristályos állapotban. Nyilvánvaló, olyan hőmérsékleten Ts, a szabad energia a szilárd és folyékony állapotok egyenlőek, a fém a két állam egyensúlyban vannak.

Ez a hőmérséklet Ts a elméleti egyensúlyi vagy kristályosodási hőmérsékletét. Azonban, ha Ts nem lehet olvad kristályosítási eljárásban, mivel ezen a hőmérsékleten, és a folyamat Fzh FKR ábra. 2. A változás a szabad energia a folyadékkristály 1. és 2. Államok a hőmérséklettől függően ábra. 27. Hűtés görbék az olvadási kristályosítás kristályosítás Nem folytathatja, mert a egyenlőség a két fázis nem csökkenése kíséri a szabad energia.

Megindul a kristályosodás szükséges, hogy a folyamat termodinamikailag kedvező, és a rendszert csökkenése kíséri a szabad energia a rendszer. A görbék ábrán látható. A 2. ábra mutatja, hogy ez csak akkor lehetséges, amikor a folyadék alá hűtjük Ts. A hőmérséklet, amelyen a kristályosodás megkezdődik gyakorlatilag nevezhetjük tényleges hőmérséklet a kristályosítás. Hűtőfolyadék az egyensúlyi kristályosítási hőmérséklet úgynevezett túlhűtés.

Ezek az okok a felelős azért, hogy az inverz transzformációt a kristályos, hogy a folyékony állapotban csak akkor fordul elő a fenti a hőmérséklet Ts úgynevezett újrahevítő jelenség. A méret vagy a mértékét túlhűtés említett közötti különbség az elméleti és a tényleges hőmérséklet a kristályosítás. A folyamat a átmenetifém a folyékony-kristály képviseli a görbék koordinátáit időben, a hőmérséklet ábrán. 3. Hűtés a fém folyékony állapotban kíséri fokozatos hőmérséklet-csökkenés és lehet a továbbiakban egyszerűen hűtés, mivel ebben az esetben nincs minőségi változást.

Amikor a hőmérséklet elérte a kristályosodási hőmérséklet a görbe időben jelenik meg vízszintes platformon 1 görbe, 3. ábra, mivel a hőelvezetés kompenzálja során felszabaduló kristályosodási latens hő kristályosodási. Megszűnésekor kristályosítással, azaz. E. Miután a teljes átmenet a szilárd állapot esetén a hőmérséklet csökkenni kezd újra, és a kristályos szilárd anyagot lehűtjük.

Elméletileg, a kristályosodási folyamat képviseli görbe 1. 2. görbe mutatja a tényleges kristályosodási folyamat. Folyékony folyamatosan hűtjük, a túlhűtés T hőmérséklet alatt fekvő, elméleti kristályosodási hőmérséklet Ts. Amikor alá hűtjük a megállapított hőmérséklet Ts energia szükséges feltételek előfordulása a kristályosodási folyamat. Egyes fémek miatt magas látens olvadáshője túlhűtés szabadul egy első ponton kristályosítással olyan gyorsan, hogy a hőmérséklet-emelkedés hirtelen eléri az elméleti görbe 3, 3. ábra. Minél nagyobb a hűtési sebesség, annál nagyobb a túlhűtés. Ahhoz, hogy teljes mértékben túlhűtött fém folyékony állapotban igényel nagy hűtési sebességgel több millió, sőt több milliárd fok másodpercenként, hűtjük a fémolvadékot, hogy környezeti hőmérsékleten kell végezni úgy, hogy egy túlhűtött folyékony fém r. E. fém nem rendelkező kristályos szerkezet egy kis töredéke másodperc.

Az ilyen fém úgynevezett amorf vagy fémüveg, amely kezdi alkalmazni a gyakorlatban. 1.3.