фазовые превращения

Тут стоит обратить внимание на одну тонкость. Образование зародышей, как мы видели, на ранних этапах сопровождается повышением свободной энергии. Но до сих пор утверждалось, что такие процессы практически невероятны. Нет ли здесь противоречия? Если в процессе принимает участие колоссальное количество частиц — порядка постоянной Авогадро, то законы больших чисел делают отступления от вероятностного сценария невозможными. Совсем другое Дело, когда речь идет о сравнительно небольшом числе частиц. Посудите сами: не будет ведь ничего необычного, если при бросании 100 монет на «орла» выпадут 51? А между тем это отклонение составит 2 % предсказания по максимуму вероятности. Как мы знаем, при подбрасывании 1023 монет такие отклонения были бы совершенно нереальны. Точно так же и в случае с образованием зародышей: спасает их малость. «Против вероятности» действуют не 1023 частиц, а всего лишь десятки, сотни или тысячи.

Только теперь можно прогнозировать зависимость скорости конденсации от температуры. При высоких температурах (малом переохлаждении) атомы движутся быстро и образования новой фазы не пришлось бы долго ждать, когда бы не был столь большим критический радиус. При низких температурах, наоборот, зарождение проходит сравнительно легко, но вот беда — атомы движутся медленно. Поэтому максимальная скорость превращения достигается при каких-то промежуточных температурах, своих для каждого вещества. Схема возникновения новой фазы, состоящая из двух стадий — зарождения и диффузионного роста, часто называется нормальной. По этой схеме происходит не только конденсация, но и почти все (почему «почти», станет ясно из дальнейшего) другие известные нам превращения — кристаллизация, распад твердых растворов, упорядочение и т, д. Конечно, в каждом случае есть свои отличительные черты, но общий механизм превращения один и тот же: сначала в теле старой фазы должны появиться зародыши новой (или новых) фазы, а затем вырасти за счет диффузии.

И «клавиши» у всех превращений одни и те же: разность свободных энергий фаз, межфазная поверхностная энергия и коэффициенты диффузии компонентов. Б целом нормальные превращения можно сравнить с образованием очередей у лотков на оживленной площади. Суетящиеся люди время от времени подходят к лоткам, разглядывают товары. Одним надоедает стоять в очереди и они уходят, другие, наоборот, пристраиваются. Дефицитность товара можно сравнить с переохлаждением. Если товар не слишком привлекает покупателей (мало «переохлаждение»), настоящей очереди так и не образуется. Эти сравнения можно продолжить. Аналогия, может быть, не вполне точная, зато она наглядно передает «неорганизованность» нормальных фазовых превращений. Теперь представьте себе, что один из лоточников на нашей рыночной площади активно рекламирует свой товар. Нет сомнений в реакции покупателей: у лотка с рекламой образуется большая очередь, даже если товар не столь хорош. Ну, а что может сыграть ту же стимулирующую роль при фазовых превращениях?

Комментарии закрыты.

реле промежуточное