КЛАПЕЙРО́НА – КЛА́УЗИУСА УРАВНЕ́НИЕ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
КЛАПЕЙРО́НА – КЛА́УЗИУСА УРАВНЕ́НИЕ, уравнение, характеризующее фазовые переходы 1-го рода (плавление, испарение, сублимацию, полиморфные превращения); устанавливает связь между равновесными значениями абсолютной темп-ры T и давления pпри фазовых переходах 1-го рода однокомпонентной системы с теплотой фазового перехода и изменением фазового объёма. К. – К. у. имеет вид:dpdT=L12T(V2−V1), где L12 – удельная теплота фазового перехода 1→2,V1 и V2– удельные объёмы фаз 1 и 2. Производная dp/dT определяет угол наклона касательной в каждой точке кривой равновесия двух фаз на фазовой диаграмме p – T.
К. – К. у. получено Б. П. Э. Клапейроном в 1834 для фазового равновесия жидкости и её пара с помощью Карно теоремы. В 1850 Р. Клаузиус вывел его для любого фазового перехода 1-го рода на основе термодинамич. представлений. К. – К. у. является следствием общего условия равновесия фаз (см. Гиббса правило фаз) – равенства их химич. потенциалов. Из этого условия следует, что вдоль кривой фазового равновесия выполняется равенство \frac{dp}{dT}=\frac{S_2-S_1}{V_2-V_1},где S_2 – S_1 – скачок энтропии при фазовом переходе 1→2, связанный с теплотой фазового перехода соотношением L_{12}=(S_2-S_1)T.
Из К. – К. у. следует, что темп-ра фазового перехода изменяется с изменением давления согласно уравнению\frac{dT}{dp}=\frac{T(V_2-V_1)}{L_{12}}
Для фазовых переходов с поглощением теплоты (L_{12}>0) знак dT/dp определяется знаком разности V_2-V_1. Для испарения и сублимации dT/dp>0, т. к. удельный объём пара V_2 больше удельного объёма конденсированной фазы V_1, и темп-ра фазового перехода повышается с ростом давления. Для плавления возможен случай, когда dT/dp<0, т. к. для некоторых веществ (вода, висмут, германий и др.) $V_2; в этом случае темп-ра плавления понижается с ростом давления.