Көлемдік айналулардың түрлері

Қатты денелердегі көлемдік айналулар фазалық айналуларға жатады, ол туралы ең 1-дәрісте айтылған. Фазалық айналу нүктесінде фазалардың тепе-теңдік шарты олардың химиялық потенциалдарының теңдігі түрінде жазылады: µ1 µ2 . 1-текті фазалық айналуларда 6.1, а-суреттегі µ1,2 (Т) қисықтары қандай да бір Тс кризистік нүктеде қиылысады, бұл нүктеде жоғарыдағы теңдік орындалады: 1-фаза тұрақты күйлер облысынан метатұрақты күйлер облысына ауысады, онда басқа екінші фаза тұрақты. Әрбір (РТ) облыста µ мәні минималды фаза тұрақты. 6.1, б-суретте 2-текті фазалық айналулар үшін µ1,2 (Т) қисығы көрсетілген. Бұл жағдайда Тс нүктесі химиялық потенциал үшін ерекше нүкте ролін атқарады, себебі әрбір Т Тс және Т Тс облысында тек бір фазаның ғана химиялық потенциалы болады.


 

 

6.1-сурет. Тс нүктесінің жанында бірінші (а) және екінші (б) текті фазалық ауысулар (тұтас сызық – тұрақты, үзік сызық – метатұрақты күйлер)

 

1-текті фазалық ауысуларға мысалдар – балқу, қайнау, кристалдану, кристалдардың полиморфты өзгерістері. Барлық мұндай айналуларда зат тығыздығы мен термодинамикалық функциялар (ΔG,ΔH,ΔS) Тс нүктесінде секірмелі өзгереді. Сондықтан 1-текті фазалық ауысулардың нольден өзгеше фазалық ауысу жылуы болады, ол тұрақты температурада және қысымда энтальпия секірісінің шамасымен анықталады (6.2-сурет).

 

 

6.2-сурет. Фазалық ауысуда ішкі энергия, энтропия мен еркін энергияның өзгерісі

 

 

2-текті ауысуларда ауысу жылуы жоқ. Себебі мұндай айналуларда Т нүктесінде термодинамикалық функциялар емес, олардың физикалық параметрлер бойынша туындылары: жылу сыйымдылығы, сығылғыштық, термиялық ұлғаю секірмелі өзгереді. 2-текті айналуларға ферромагнетиктің парамагнетикке температуралық ауысуы, сұйық гелийдің асааққыш күйге ауысуы, құймалар реттелгенде кристалл симметриясының секірмелі өзгеруі мысал бола алады.


Көлемдік фазалық айналулар көп, сондықтан біз тек сұйық фазаның қатысынсыз, яғни қатты денелердің ішіндегі айналуларды ғана қарастырамыз. Олар химиялық құрам өзгеру немесе өзгермеуіне байланысты жіктеледі (6.3- сурет).

6.3-сурет. Қатты дене ішіндегі көлемдік айналулардың қысқаша жіктелуі