Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Г. В. Булидорова, Ю. Г. Галяметдинов, Х. М. Ярошевская, В. П. Барабанов, С. В. Шилова ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ Учебное пособие Казань Издательство КНИТУ 2014 УДК 544.015.4(075.8) ББК 24.5я73 Булидорова Г. В. <...> Фазовые равновесия в однокомпонентных системах: учебное пособие / Г. В. Булидорова [и др.] <...> Выводятся необходимые уравнения, такие, как правило фаз Гиббса, уравнение Клапейрона–Клаузиуса, и рассматривается их применение к конкретным системам. <...> Отдельные главы посвящены фазовым переходам в полимерах, в однокомпонентных наносистемах, в системах с образованием термотропных жидких кристаллах. <...> Фазовый переход – это любой переход какого-либо из компонентов системы из одной фазы в другую. <...> К фазовым переходам можно отнести следующие процессы: - плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое состояние или обратный процесс (кристаллизация); - кипение – переход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние или обратный процесс (конденсация); - сублимация – переход вещества из твердого в газообразное состояние или обратный процесс (десублимация); - полиморфный переход -– переход одной кристаллической модификации вещества в другую (например, ромбической серы ( – в моноклинную ( -серы) -серу) или центрированную кубическую решетку – в -железа (Fe ), имеющего объемно -железо (Fe ), имеющее гранецентрированную кубическую решетку); - переход вещества (жидкого гелия) из обычного в сверхтекучее состояние; - переход металла в сверхпроводящее состояние; - переход парамагнетика в ферромагнетик в точке Кюри; - переходы в веществе, приводящие к образованию или разрушению жидких кристаллов; - переход смектических жидких кристаллов в нематическую фазу, а также переходы <...>
Фазовые_равновесия_в_однокомпонентных_системах.pdf
УДК 544.015.4(075.8)
ББК 24.5я73
Булидорова Г. В.
Фазовые равновесия в однокомпонентных системах: учебное
пособие / Г. В. Булидорова [и др.]; М-во образ. и науки России, Казан.
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2014. – 92
с.
ISBN 978-5-7882-1550-1
Рассмотрены основные законы фазовых равновесий и фазовых
переходов в однокомпонентных системах, в том числе фазовые переходы
первого и второго рода, переходы в жидкокристаллических и
наносистемах.
Предназначено для студентов технологических специальностей
по дисциплинам «Физическая химия», «Физическая и коллоидная
химия».
Подготовлено на кафедре физической и коллоидной химии.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского
национального исследовательского технологического университета
Рецензенты:
д-р хим. наук, проф. КГАСУ Л. И. Лаптева
д-р техн. наук, проф. ФКП «ГосНИИХП»
Н. М. Ляпин
ISBN 978-5-7882-1550-1 © Булидорова Г. В., Галяметдинов Ю. Г.,
Ярошевская Х. М., Барабанов В. П.,
Шилова С. В., 2014
© Казанский национальный
исследовательски технологический
университет, 2014
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.3 Физико-химический анализ. Фазовые диаграммы. Некоторые
методы фазового анализа
2 ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПЕРВОГО РОДА. УРАВНЕНИЕ
КЛАПЕЙРОНА–КЛАУЗИУСА. ПОЛИМОРФИЗМ
2.1 Вывод уравнения Клапейрона–Клаузиуса
2.2 Полиморфизм
2.3 Фазовые переходы первого рода на атомном уровне
3 ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ВТОРОГО РОДА. УРАВНЕНИЯ
ЭРЕНФЕСТА
7 ТЕРМОТРОПНЫЕ ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ
7.1 Общие сведения о термотропных жидких кристаллах
7.2 Классификация жидких кристаллов
7.2.1 Смектические жидкие кристаллы
7.2.2 Нематические жидкие кристаллы
7.2.3. Холестерические жидкие кристаллы
7.2.4. Дискотические жидкие кристаллы
7.3 Полиморфизм жидких кристаллов
7.4 Параметр порядка
7.5 Особенности методов исследования фазовых переходов в
термотропных жидких кристаллах
9.2 Кристаллическое состояние полимеров
9.3 Жидкокристаллическое состояние полимеров
9.4 Жидкое фазовое состояние полимеров
1 ГЕТЕРОГЕННОЕ РАВНОВЕСИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 4
1.1 Критерии равновесия в гетерогенной системе
1.2 Правило фаз Гиббса
7
11
20
23
26
29
4 ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ КЛАССИФИКАЦИИ ЭРЕНФЕСТА 44
5 ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА ВОДЫ
6 ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА СЕРЫ
38
46
54
56
56
61
61
62
63
64
64
65
66
8 ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В НАНОСИСТЕМАХ 67
9 ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПОЛИМЕРАХ 73
9.1 Структура полимеров
75
77
84
89
1
5
92
Стр.92