《材料热力学》PPT课件.ppt

《《材料热力学》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章单元系中的相平衡第一节吉布斯自由能函数第二节一级相变与二级相变第三节Clausius-Clapeyron方程第四节Ehrenfest方程第五节超导态转变第三章第一节吉布斯自由能函数G=f(T,P)dG=-SdT+VdP第三章衡压下，不可逆自发：讨论衡压时S与T的关系第三章dH=CpdT取298K下稳定状态纯组元的焓为零298k讨论衡压时H与T的关系0第三章G=H-TS,综合H、S与T关系，可得出G与T的关系讨论G与T的关系表明G~T曲线是凸的另外，表明G~T曲线处处连续，处处为负，斜率为负第三章液固相变的G~T关系曲线

2、，衡压G=H-TS=U+PV-TS=U即GL=UL，Gs=Us由于UL>Us，所以GL>GsTTm时GL=Gs因为T升，S升，TS升，则G降由于液相原子排列更混乱，SL〉Ss,TSL>TSs,GL的下降比Gs的快，因而GL、Gs两条曲线在一定温度下相交，L、S处于平衡状态GL

3、化学位的一阶偏导数不相等的相变。两相能够共存的条件是化学位相等。相变时：体积V，熵S，热焓H发生突变第三章一级相变时两相的自由焓、熵及体积的变化2.二级相变：在临界温度、临界压力时，化学位的一阶偏导数相等，而二阶偏导数不相等的相变。因为：恒压热容材料压缩系数第三章材料体膨胀系数所以二级相变时，系统的化学势、体积、熵无突变，但所以热容、热膨胀系数、压缩系数均不连续变化，即发生实变。第三章二级相变时的自由焓、熵及体积的改变3.高级相变：在临界温度，临界压力时，一阶，二阶偏导数相等，而三阶偏导数不相等的相变成为三级相变。实例：量子

4、统计爱因斯坦玻色凝结现象为三级相变。依次类推，自由焓的n-1阶偏导连续，n阶偏导不连续时称为高级相变。二级以上的相变称为高级相变，一般高级相变很少，大多数相变为低级相变。第三章第三节Clausius-Clapeyron方程C-C方程导出交线AB的方程就是c-c方程第三章AB交线上，适用于任何单组元材料的两相平衡求解C-C方程假设1：液气相变时，气相的摩尔体积比液相的大很多；将金属蒸汽作为理想气体；在压强及温度改变范围内，相变潜热为恒量。第三章用处：已知P1、P2、T1、T2时求ΔH；已知P1、P2、T1，求蒸汽压对沸点的改变

5、T2;已知T1、T2、ΔH时，求T1~T2范围内的P2。lnA是积分常数，lnp~1/T呈直线关系，金属固体的蒸汽压随温度呈指数规律变化。第三章假设2：气相体积>>液态或固态的体积；相变潜热ΔH因温度而改变，ΔCp与T无关时，C为常数，此为C-C方程的又一形式，用于Cp不因温度而改变的情况。代入C-C方程应用适用于一级相变：ΔV<0,ΔH>0时，加压时可使固体（如冰）在较低温度下熔化；ΔV<0,ΔH<0时，即一般金属凝固时，增加压强可使金属的凝固点升高。第三章第四节Ehrenfest方程适用于二级相变基本方程：第三章另一种表

6、示形式：一定的温度、压力下达平衡时，α等压膨胀系数，β等温压缩系数第五节超导态转变超导态转变的含义：降低到一定温度时，其电阻会突然消失。1911年，Onnes观察Hg的电阻时发现的。低温的获得：去磁致冷技术超导态转变为二级相变第三章低温的获得：去磁致冷技术将试样置于液氦浴中，降温，然后加强磁场，此时试样维持恒温，然后在绝热条件下去除磁场，试样温度可进一步下降到低于液氦温度。第三章H0是绝对零度时，破坏超导态所需施加的磁场强度。Hc和Tc是出现超导态时的临界磁场强度和临界温度。超导态转变为二级相变dG=-SdT-MdHM磁化强

7、度理想的超导体，处于超导态s时，磁感应强度B为零第三章临界温度时，dGs=dGn，n表示普通态-SsdT-MsdHc=-SndT-MndH,普通态的Mn很小-SsdT-MsdHc=-SndT-SsdT+HcdHc=-SndT(Sn-Ss)dT=-HcdHc第三章转变潜热：T=0或Hc=0时，转变潜热为0，Sn=Ss说明在临界点从普通态转变为超导态时，熵是连续的，为二级相变。第三章在从另一个角度，即自由能的二阶偏导即热容不连续(Sn-Ss)dT=-HcdHc因为T=Tc时，Hc=0，代入上式Cn-Cs不等于0表示超导态的热容和

8、普通态不同，在相变时有突变