изменением объема, называются фазовыми

переходами II рода. Эти переходы

характеризуются постоянством объема

и энтропии, но скачкообразным

изменением теплоемкости. Общая трактовка фазовых переходов II рода предложена совет-

советским ученым Л. Д. Ландау (1908—1968).

Согласно этой трактовке, фазовые

переходы II рода связаны с изменением

симметрии: выше точки перехода система, как правило, обладает более высокой

симметрией, чем ниже точки перехода

Примерами фазовых переходов II рода являются: переход ферромагнитных веществ (железа, никеля) при определенных давлении

и температуре в парамагнитное состояние;

переход металлов и некоторых сплавов

при температуре, близкой к 0 К,

сверхпроводящее состояние, характеризуемое

скачкообразным уменьшением

электрического сопротивления до нуля;

превращение обыкновенного жидкого гелия (гелия I) при Т= 2,9 К в другую жидкую

модификацию (гелий II), обладающую

свойствами сверхтекучести.

Если система является однокомпонентной,

т. е. состоящей из химически однородного

вещества или его соединения, то понятие

фазы совпадает с понятием агрегатного

состояния. Одно и то же

вещество в зависимости от соотношения

между удвоенной средней энергией,

приходящейся на одну степень свободы

хаотического теплового движения молекул,

и наименьшей потенциальной

энергией взаимодействия молекул может на-

находиться в одном из трех агрегатных

состояний: твердом, жидком или

газообразном. Это соотношение, в свою очередь,

определяется внешними условиями —

температурой и давлением. Следовательно,

фазовые превращения также

определяются изменениями температуры и давления.

Для наглядного изображения фазовых

превращений используется диаграмма со-

состояния (рис.6), на которой в коорди-

координатах р, Т задается зависимость между

температурой фазового перехода и

давлением в виде кривых испарения (КИ),

плавления (КП) и сублимации (КС), раз-

разделяющих поле диаграммы на три

области, соответствующие условиям су-

существования твердой (ТТ), жидкой (Ж)

и газообразной (Г) фаз. Кривые на

диаграмме называются кривыми фазового

равновесия, каждая точка на них соответствует условиям равновесия двух сосуществующих фаз: КП – твердого тела и жидкости, КИ – жидкости и газа, КС – твердого тела и газа.

 

 

Рис. 6

Точка, в которой пересекаются эти

кривые и которая, следовательно,

определяет условия (температуру и соответствующее ей равновесное давление ) одновременного равновесного сосуществования трех фаз вещества, называется тройной точкой. Каждое вещество имеет

только одну тройную точку. Тройная точка

воды характеризуется температурой

273,16 К (0,01 °С) и является

основной реперной точкой для построения

термодинамической температурной шкалы.

Термодинамика дает метод расчета

кривой равновесия двух фаз одного и того

же вещества. Согласно уравнению

Клапейрона — Клаузиуса, производная от

равновесного давления по температуре

(1)

где L — теплота фазового перехода,

(V2 — V1) —изменение объема вещества

при переходе его из первой фазы во

вторую, Т - температура перехода (процесс

изотермический).

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса

позволяет определить наклоны кривых

равновесия. Поскольку L и Т

положительны, наклон задается знаком (V2-V1) При

испарении жидкостей и сублимации

твердых тел объем вещества всегда

возрастает, поэтому, согласно (1), dp/dT>0;

следовательно, в этих процессах повыше-

повышение температуры приводит к увеличению

давления, и наоборот. При плавлении

большинства веществ объем, как правило,

возрастает, т. е. dp/dT>0; следовательно,

увеличение давления приводит к

повышению температуры плавления (сплошная

КП на рис. 6). Для некоторых же ве-

веществ (Н2О, Ge, чугун и др.) объем

жидкой фазы меньше объема твердой фазы,

т. е. dp/d7"<0; следовательно, увеличение

давления сопровождается понижением

температуры плавления (штриховая ли-

линия на рис. 6).

Диаграмма состояния, строящаяся на

основе экспериментальных данных,

позволяет судить, в каком состоянии находится

данное вещество при определенных р и Т,

а также какие фазовые переходы будут

происходить при том или ином процессе.

Например, при условиях, соответствую-

соответствующих точке 1 (рис. 7), вещество

находится в твердом состоянии, точке 2 — в

газообразном, а точке 3 — одновременно

в жидком и газообразном состояниях.

Допустим, что вещество в твердом состоянии,

соответствующем точке 4, подвергается

изобарному нагреванию, изображенному

на диаграмме состояния горизонтальной

штриховой прямой 4—5—6. Из рисунка

видно, что при температуре, соответствую-

соответствующей точке 5, вещество плавится, при более

высокой температуре, соответствующей

точке 6,— начинает превращаться в газ.

Если же вещество находится в твердом

состоянии, соответствующем точке 7, то

при изобарном нагревании (штриховая

прямая 7—8) кристалл превращается

в газ минуя жидкую фазу. Если вещество

находится в состоянии, соответствующем

точке 9, то при изотермическом сжатии

(штриховая прямая 9—10) оно пройдет

следующие три состояния: газ —

жидкость — кристаллическое состояние.

 

 

 

 

Рис. 7

На диаграмме состояний (см. рис.

6 и 7) видно, что кривая испарения

заканчивается в критической точке К.

Поэтому возможен непрерывный переход

вещества из жидкого состояния в

газообразное и обратно в обход критической точки,

без пересечения кривой испарения (пере-

(переход11-12 на рис. 7), т. е. такой

переход, который не сопровождается

фазовыми превращениями. Это возможно благодаря тому, что различие между газом

и жидкостью является чисто количественным (н-р, эти оба состояния являются изотропными). Переход кристаллического состояния в жидкое или газообразное может быть только скачкообразным (в результате фазового перехода), поэтому кривые плавления и сублимации не могут обрываться, как это имеет место для кривой испарения в критической точке. Кривая плавления уходит в бесконечность, а кривая сублимации идет в точку, где р=0 и Т=0 К

3. Понятийный аппарат педагогической науки. Совокупность взаимосвязанных понятий, используемых в конкретной научной и практической деятельности называют понятийным аппаратом. Одним из признаков (и критериев) становления и развития конкретной педагогической системы (или теории) можно считать разработку ее собственного понятийного аппарата.

Педагогика общей заботы как целостная педагогическая система, разработанная И. П. Ивановым (1923-1992), существенно отличается от других авторских педагогических систем и от академической («учебной») педагогики (той, которая представлена в учебниках и учебных пособиях) не только своеобразиемосновополагающих теоретических идей и практических средств их реализации (которые невозможно спутать ни с чем другим — и идеи, и средства очень хорошо распознаваемы), но и своим особенным, довольно специфичным по составу и смыслам понятийным аппаратом. В нем можно выделить свои собственные основные, наиболее общие понятия — категории данной системы знаний, отражающие наиболее существенные свойства и отношения педагогических явлений. Это прежде всего такие понятия, как: «забота», «отношения», «воспитание». Именно через призму этих категорий и определяются здесь многие понятия.