Дәріс тақырыбы. Фазалық түрленулер. Үштік нүкте.

Дәріс мақсаты: Бірінші және екінші ретті фазалық ауысулар, Клайперон-Клаузиус теңдеуін т.сіндіру.

Дәріс жоспары:

1. Фазалар және фазалық ауысулар

2. Клайперон-Клаузиус теңдеуі

3. Үштік нүкте

Өзінің физикалық қасиеттері жағынан басқа тепе-тең күйлерде болатын заттардан мүлдем өзгеше, термодинамиканың тепе-тең күйдегі затты фаза деп атаймыз. Мысалы, егер жабық ыдыстың ішінде су болса, онда ол жүйе екі фазадағы зат деп есептеледі: сұйық фаза – су және газ тәрізді фаза – ауаның су буымен араласқан қоспасы. Егер суға бір мұз бөлшегін тастасақ, онда бұл жүйе үш фазалы болады, себебі мұз қатты фаза деп есептеледі. Әдетте, фаза деген ұғымды, заттардың агрегатты күйін сипаттайды деп атайды, бірақ оның физикалық мәні тереңірек. Мысалы, бір зат бір агрегатты күйде өзінің қасиеттерінің өзгешелігі, құрамы және құрылысы жөнінен әр түрлі фазада бола алады. Сонымен, заттың бір фазадан екінші түріне фазалық ауысуы, сол заттың қасиетінің сапалық өзгеруімен байланысты.

Фазалық ауысудың екі түрі бар. Бірінші текті фазалық ауысу (мысалы, балқу, кристалдану, т.б.) жылудың фазалық ауысуы деп аталатын белгілі бір мөлшердегі жылудың жұтылуымен немесе бөлінуімен жүреді. Бірінші текті фазалық ауысу температураның тұрақтылығымен және энтропия мен көлемімен өзгерістерімен сипаталады. Мысалы, тордың кристалдануы үшін, оның балқуы кезінде белгілі бір мөлшерде жылу мөлшерін беру керек болады. Ал бұл жылу мөлшері денені қыздыру үшін емес, атомаралық байланысты үзу үшін берілетіндіктен, балқу процесі екінші бастамасына сәйкес заттың реттелген кристалдық күйінің ретсіз сұйық күйіне осылайша ауысуының өсу дәрежесі жүйе энтропиясының артуымен байланысты. Егер ауысу кері бағытта өтетін болса, онда жүйе жылуды бөледі.

Екінші текті фазалық ауысу деп, жылудың жұтылуына немесе бөлінуіне және көлемінің өзгеруіне байланыссыз болатын фазалық ауысуды айтамыз. Осы фазалық ауысу көлем және энтропияның тұрақтылығымен және жылу сыйымдылықтың секірмелі өзгерісімен сипатталады. Екінші текті фазалық ауысуды бірінші рет совет ғалымы Л.Д.Ландау (1908-1968) айтқан болатын. Екінші текті фазалық ауысуға белгілі бір қысым мен температурада ферромагнитті заттардың парамагнитті күйіне өтуі, металдар мен кейбір қорытпалардың О К жақын температурада асқын өткізгіштік күйде болуы, электрлік кедергісінің секірмелі азаюының сипаттамасы, сұйық гелийдің (бірінші түрдегі гелий) температурада өзінің басқа түріне өтуі (екінші түрдегі гелий), сөйтіп асқын аққыштық қасиетінің пайда болуы сияқты мысалдар жатады.

Өзін-өзі бақылау сұрақтары:

1. Сұйық гелий қасиеті.

2. Үш фазалы жүйе күйінің диаграммасы.

Қолданылған әдебиеттер:

1. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. для физ. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1897. – 360 с.: ил. 266-269 ст.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Термодинамика и молекулярная физика. Москва «Наука» главная редакция физико-математической литературы 1979 г. 443-480 ст.     

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы, І том. Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика. Савельев И.В. «Наука» баспасы, физика-математика әдебиетінің бас редакциясы, М., 1970 ж. 403-418 б.

4. С.Э. Фриш және А.Б. Тиморева. Жалпы физика курсы, І том. «Мектеп» баспасы, А., 1971 ж. 236-244 б.

5. Пәннің бағдарламалық және мультимедиалық қамсыздандырылуы.

1. Жалпы физика курсы http://www.ph4s.ru.

2. http://www.toehelp.ru Сайтта қажетті оқу құралдары мен әдебиеттер.

Семинар (практикалық) және/немесе зертханалық сабақтарды жүргізудің жоспары және олардың орындалуы бойынша әдістемелік нұсқаулар

1 практикалық сабақ