Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 4

Считая, что читателю известны как принцип построения таких диаграмм по экспериментальным данным, в частности по кривым охлаждения растворов (расплавов), так и основы различия между важнейшими видами этих диаграмм (рис. 34), напомним, что плоскость, например, представленной на рис. 34, а диаграммы системы А — В делится кривыми температур начала кристаллизации Та Е и Тв Е и эвтектической горизонталью FG на четыре области.

В пределах области I, ограниченной снизу кривыми ликвидуса, существует лишь одна жидкая фаза, состав которой меняется от А до В. Между кривыми ликвидуса и эвтектической горизонталью находятся две двухфазовые области II и III, в пределах которых жидкая фаза переменного состава находится в равновесии с одной твердой фазой постоянного состава: А в области II и В в области Наконец, ниже эвтектической горизонтали находится область IV сосуществования двух твердых фаз постоянного состава — кристаллов А и В.

Соответственно правилу фаз жидкости области I имеют две степени свободы, а жидко-твердые системы областей II и III, так же как и твердые системы области IV, — одну степень свободы. Условия равновесия системы, так же как и возможность и направление самопроизвольного протекания в ней каких-либо процессов, обусловливаются общими термодинамическими закономерностями.

Если некоторая система при определенных температуре и давлении находится одновременно в двух состояниях, например в кристаллическом и жидком, в виде раствора и механической смеси и т. д., то устойчивым является то из состояний, при котором термодинамический потенциал системы меньше. Так, кристаллы любого вещества при температурах выше его температуры плавления обладают большим термодинамическим потенциалом, чем расплав этого вещества, и поэтому неустойчивы.

Так, если термодинамический потенциал системы в виде раствора больше, чем в виде механической смеси, то раствор менее устойчив, чем смесь, и самопроизвольно переходит в состояние смеси. В противном случае также самопроизвольно происходит обратное превращение.

Термодинамический потенциал смеси компонентов, находящихся при одинаковых температуре и давлении, есть величина аддитивная. Она зависит от массы веществ, составляющих систему.

Удельный термодинамический потенциал системы (отнесенный к 1 г или 1 молю вещества), состоящий из любых фаз, линейно

зависит от весовых (или мольных) долей компонентов и может быть рассчитан по правилу смешивания:

где Za, Zb..... Zn — удельные термодинамические потенциалы

компонентов смеси; Хa, Хв, Хп —их весовая (или мольная) доля в смеси.

Очевидно, что удельный термодинамический потенциал неоднородной бинарной смеси выражается прямой, а однородной бинарной смеси (твердый или жидкий раствор, газовая смесь двух компонентов) — кривой линией. При этом, согласно сказанному выше, в случае устойчивости однородной смеси, например раствора, кри-,вая ее термодинамического потенциала на всем своем протяжении лежит ниже рассчитанной по правилу аддитивности соответствующей прямой.

 

Другие части:

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 1

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 2

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 3

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 4

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 5

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 6

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 7

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 8

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 9

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 10

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 11

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 12

Плавление. Гетерогенные равновесия . Часть 13

 

 

Содержание