Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ландау Л.Д. -> "Курс общей физики. Механика и молекулярная физика" -> 91

Курс общей физики. Механика и молекулярная физика - Ландау Л.Д.

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика — МГУ, 1962. — 405 c.
Скачать (прямая ссылка): kursobsheyfiziki1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 136 >> Следующая


РАСТВОРЫ

[ГЛ. X

перехода между жидкостью и газом, так что различие между этими фазами снова приобретает условный характер.

Конденсация газовой смеси при наличии на диаграмме критической точки может сопровождаться своеобразными явлениями. Мы проиллюстрируем эти явления на диаграмме в координатах р, с (относящейся к заданному значению

температуры), что в большей степени соответствует обычным реальным условиям их наблюдения.

На рис. 10 изображен участок такой диаграммы вблизи критической точки К (в отличие от рисовавшихся нами ранее диаграмм в координатах с, Т, газовой фазе соответствует теперь область не над, а под заштрихованной частью — область более низких давлений).

Рассмотрим смесь с составом, отвечающим вертикали АС. При изотермическом сжатии смеси, в момент достижения точки В, начнется ее конденсация с образованием жидкой фазы В'. По мере дальнейшего повышения давления, количество жидкости будет сначала возрастать, но затем возрастание сменится убыванием; жидкость (изображающаяся в этот момент точкой С') исчезнет вовсе при достижении точки С. Это явление называют обратной конденсацией.

§ 84. Затвердевание смеси жидкостей

Аналогично фазовым диаграммам жидкости и газа можно изображать диаграммы состояния жидкости и твердого тела. Мы снова будем откладывать на оси абсцисс концентрацию смеси (в атомных процентах), а на оси ординат — § 84] ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СМЕСИ ЖИДКОСТЕЙ 267

температуру и рисовать диаграмму для определенного давления.

Если оба вещества смешиваются в произвольных отношениях как в жидком, так и в твердом состояниях, то диаграммы имеют вид, вполне аналогичный рассмотренным в § 82 фазовым диаграммам жидкости и газа. Так, сплав серебра и золота имеет фазовую диаграмму, изображенную на рис. 11. Область над кривыми отвечает жидкой смеси обоих

Рис. 11.

металлов, а область под кривыми — твердым сплавам. Процесс плавления сплава происходит аналогично процессу кипения жидкой смеси, описанному в связи с диаграммой рис. 6.

К совсем другому типу относится изображенная на рис. 12 фазовая диаграмма для системы висмут — кадмий. Эта система характеризуется тем, что обе компоненты совсем не образуют смешанных кристаллов.

Незаштрихованная область отвечает жидким смесям. Все же остальные области являются областями разделения на различные фазы. В области / двумя фазами являются твердые кристаллы чистого кадмия (изображающиеся левой вертикальной осью) и жидкий расплав (изображающийся кривой АО). Так, в какой-либо точке d этой области находятся в равновесии фазы, изображающиеся точками пересечения горизонтальной прямой ef с осью ординат (чистый кадмий) и кривой АО (жидкая смесь); количества этих фаз обратно пропорциональны длинам отрезков de и df. Аналогичным образом в области // твердой фазой является висмут, находящийся в равновесии с жидким расплавом, состав которого определяется кривой OB. Наконец, в области IlI находится смесь твердых кристаллов кадмия и висмута. 268

РАСТВОРЫ

[ГЛ. X

Точки AwB представляют собой точки плавления чистых кадмия и висмута. Кривая же AOB определяет температуры начала затвердевания жидких смесей обеих компонент.

Рассмотрим, например, процесс затвердевания жидкой смеси, состав которой определяется вертикалью ab. Затвердевание начнется при температуре точки b пересечения этой вертикали с кривой АО. При этом из жидкости будут выделяться кристаллы кадмия. По мере дальнейшего охлаждения жидкая смесь обогащается висмутом и изображающая ее точка передвигается вниз вдоль кривой ЬО до тех

Cd Bi Время

Рис. 12. Рис. 13.

пор, пока она не дойдет до точки О. Дальше температура не будет меняться, пока не затвердеет вся жидкость. При температуре точки О из жидкости выделяются кристаллы еще оставшегося в ней кадмия и всего бывшего в ней висмута.

Точка О называется эвтектической точкой. Она представляет собой точку равновесия трех фаз: твердого кадмия, твердого висмута и жидкой смеси. Кристаллическая смесь, вымерзающая в эвтектической точке, состоит из очень мелких кристаллов обеих компонент (так называемая эвтектическая смесь). Справа от точки О в области III в эвтектическую смесь вкраплены ранее выделившиеся более крупные кристаллы висмута, а слева — кристаллы кадмия.

Рядом с рис. 12, на рис. 13 изображен характерный вид «кривой охлаждения», изображающей температуру системы как функцию времени при медленном остывании жидкого расплава определенного состава (в данном случае —соответствующего вертикали ab). В момент достижения точки b на кривой охлаждения возникает излом; в связи с началом затвердевания, сопровождающимся выделением тепла, остывание несколько замедляется. При температуре эвтектической точ- § 84] ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СМЕСИ ЖИДКОСТЕЙ

269

ки возникает «тепловая остановка» — горизонтальная площадка на кривой, отвечающая заканчивающемуся при постоянной температуре затвердеванию сплава. Снятие таких кривых охлаждения лежит в основе метода нахождения фазовых диаграмм путем термического анализа.

Изображенная на рис. 14 фазовая диаграмма системы серебро — медь отличается от предыдущей тем, что в каждой из ее твердых компонент может быть растворено некоторое количество другой. В связи с этим на диаграмме существуют три однофазные области: помимо области / жидких смесей, имеется область Il твердых растворов Cu в Ag и область III растворов Ag в Cu.
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed