Лекция 9

реклама
Лекция 9
Правило фаз Гиббса.
Фазовые переходы второго рода. Уравнение
Эренфеста. Зависимость свойств фазы от ее
размера.
Основные понятия термодинамики растворов.
Лекция 8
Мембранное равновесие.
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Его применение к
процессам плавления, сублимации и испарения в
однокомпонентных системах (на примере Н2О).
Диаграммы состояния воды, серы и фосфора.
Энантиотропия и монотропия.
Фазовые переходы первого рода.
Пластические фазовые переходы. Жидкие кристаллы.
Энергия Гиббса двух фаз
(dG ) p ,T ,n  0
Диаграмма состояния углерода
Р, гПа
Жидкий
углерод
Алмаз
ВТ-ВД синтез
алмаза
1.2*105 бар
4200 К
Каталитический синтез
алмаза
Графит
CVD синтез
алмаза
1 бар
Т, К
Графит и алмаз, монотропный переход (?)
μ
p = 1 бар = const
Алмаз
3.6 кДж/моль
Графит
500 К
T
Диаграмма состояния углерода
Р, гПа
Жидкий
углерод
Алмаз
ВТ-ВД синтез
алмаза
1.2*105 бар
4200 К
Каталитический синтез
алмаза
Графит
CVD синтез
алмаза
1 бар
Т, К
μ
Каталитический синтез алмаза,
монотропный переход
p = 60000 бар = const
Графит
Алмаз
2000 К
T
Фуллерен (1985)
Молекула, d = 0.7 нм. Сфера,
полая внутри
Образует обычный кристалл
С60
Кристалл С60
Научные основы
G
60С(газ) = С60(газ)
T >1500K
С60, тв.
T = 298 K
60 С гр.
µ
µ
Т
S
Т
S
Ф.П. II рода
ΔS
Т
V
Т
V
ΔV
Т
Cp
Т
Cp
Δcp
Т
Т
Фазовый переход второго рода. Жидкий гелий
Фазовый переход:
p=const
μ
1-ого рода
μ
2-ого рода
?
I
I
II
II
Tп
T
Tп
T
Фазовый переход «типа» первого рода
ДСК
Дилатометр
Vm
Hm
II
∆Vm
II
∆Hm
I
I
Ttr
T
Ttr
T
Фазовый переход «типа» второго рода
ср
Жидкость
II
∆сp
Стекло
I
Tg
Tпл
T
Трехмерная Фаза
МАКРО…
Микро…
d  100 нм
d  100 нм
d  100 м (2%)
2
 ( p, T , r )   ( p, T )  Vm
r
нано…
d  50 нм
Диаграмма состояния наноуглерода
Нанотрубка (1991)
Цилиндр; «вырезан» из графитовой
плоскости, «свёрнут»
Диаметр основания – несколько нм
Длина трубки – любая (нм, мкм и т.д.)
Трубка
Графит и его
плоскости
Графен (2004)
Одна графитовая плоскость;
 Толщина – 0.077 нм;
 Получены образцы площадью 10-2 м2
Графен
Графит и его
плоскости
Энергия Гиббса раствора
G*

0
2
G   x   (1  x1 )
*
0
1 1
0
2
ΔG*(x1)

0
1
X1
p,T = const
Скачать