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词条 第n级相变
释义 di n ji xiangbian
第n级相变(卷名:化学)
n th-order phase transition
  吉布斯函数 G对温度T和压力p的第n阶偏导数开始变得不连续的相变。例如,通常的相变(如升华、气化和熔融)是一级相变,因为在相变时,熵S和体积V都突然发生了一定的变化,S=-(дGT)pV=(дGp)TG的一阶偏导数也突然发生了一定的变化,即G的一阶偏导数是不连续的。有些相变中,SVTpG都保持不变,因此焓H、内能U 和亥姆霍兹函数A 也不变,但定压热容Cp则突然发生了一定数值的变化,而Cp/T=-д2GT2,即G的二阶偏导数突然发生了一定数值的变化,而G的一阶偏导数则连续,这样的相变称为二级相变。一级相变和二级相变时,各项热力学性质随温度变化的情况如图1所示,此图中Tt为相变温度。


  最初,人们认为二级相变的例子有许多,但在实验测定中,直到愈来愈接近于相变温度时(有时达到百万分之一度以内),都没有发现Cp发生突然的一定值的变化,只有一个例子,即在零磁场中由超导体转变为正常导体时,才观察到Cp发生突然的一定值的变化。因此,可能只有这一个例子是二级相变。


  较高级相变有λ相变,其特点是:①TpGSVUHA都保持不变;②Cp达到无限大。图2是发生λ相变附近的Cp-T曲线。“λ相变“一词是由于此曲线的形状很像希腊字母λ,图中的Tλ为λ相变时的温度。
  今举两个λ相变的例子:①合金中的“有序-无序”的转变;②在λ点的温度、压力下由通常的液氦 (即液氦Ⅰ)转变为超流体氦(即液氦Ⅱ),λ点为 Tλ=2.177K,pλ=5.035kPa。
  由图1a可见,当温度趋近于发生一级相变的温度时,参与相变的两个相中的任何一个相的Cp都保持着有限的数值,直至达到一级相变的温度。只有当有少量的另一相存在时,Cp才变为无限大。在此以前,Cp并没有表现出发生突然变化的任何先兆;而在图2的曲线中,在发生λ相变时,虽然Cp也趋于无限大,但这些相变不是一级相变,因为Cp不是像一级相变中那样突然变为无限大,而是在达到相变温度以前,就已经随着温度的升高而较迅速地增大了。
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更新时间:2024/7/1 3:49:34