понятие о фазах

Если вы попали в большой город с многочисленными достопримечательностями, надо знать, на что стоит обратить внимание в первую очередь. Можно, конечно, просто бродить по городу без всякого плана. Несомненно, это доставит определенное удовольствие. Но немало интересного и важного вы пропустите и много времени потратите зря. Изучая сплавы, каждый рискует оказаться в подобной ситуации. Необходимо иметь какой-то «путеводитель», по которому можно было бы ориентироваться в необъятном мире сплавов металла. Но какая информация должна содержаться в этом «путеводителе»?

Что такое фаза? Два века назад великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье писал: «Каждая физическая наука необходимо состоит из серии фактов, идей, которые о них напоминают, слов, которые выражают эти идеи». К числу ключевых в физике терминов относится и слово «фаза». Само по себе оно знакомо всем, однако у него множество значений. Интересующее нас введено в практику в прошлом столетии американским физиком-теоретиком Джозайей Уиллардом Гиббсом, с которым нам предстоит часто встречаться на страницах этой книги. Объяснение термина мы начнем с примеров. Все знают, что при 0°С в уличных лужах появляются кусочки льда. Первоначально однородная система — жидкая вода — распадается на две части. Их называют двумя разными фазами химического соединения Н20.

Если воду нагреть до 100 °С, то же самое соединение предстанет в виде третьей фазы — водяного пара. Жидкость, кристалл и пар — самые привычные примеры разных фаз одного и того же вещества. Однако фазы не обязательно должны различаться между собой именно агрегатным состоянием. Хорошо известны две твердые фазы углерода — графит и алмаз. Они имеют разные кристаллические решетки и это обусловливает колоссальное различие их свойств. Фазы могут отличаться друг от друга и по своим магнитным характеристикам (магнитная и немагнитная фазы), и по электрической проводимости (нормальная и сверхпроводящая), и по другим свойствам. Теперь, после предварительного знакомства, попытаемся ввести понятие фазы более строго. Возьмем за основу лаконичное определение, которое давал советский академик М. А. Леонтович: «В термодинамике фазой называется всякая однородная система, т. е. тело, физические свойства которого во всех точках одинаковы». В этом определении надо обратить внимание на несколько тонкостей. Речь идет только о телах, состоящих из большого количества атомов или молекул. Как правило, мерой «большого количества» является постоянная Авогадро. Фигурирующую в определении «однородность» тоже надо понимать на уровне «большого числа» частиц, а не отдельных атомов или молекул. Воздух однороден и является однофазной системой, хотя и состоит из разных молекул.

свойства металлов

понятие о фазах

многофазная система

Комментарии закрыты.