7 мавзу : Асосий саволлар

7.3.Иккинчи тур фазавий ўтишлар, Эренфест тенгламалари
7.3. асосий савол бўйича дарснинг мақсади: Талабаларга 2-тур фазавий ўтишлар ва Эренфест тенгламаларини ҳамда уларнинг мазмунини тушунтириш.
Талабалар учун идентив ўқув мақсадлари :
1 2-тур фазавий ўтишларни мазмунини тушунтираолади.
2. Иккинчи тур фазавий ўтишлар учун Эренфест тенгламаси формулаларини ёзаолади,мазмунини тўлиқ таҳлил этади, формулаларни чиқазиш методларини ўзлаштирган ва тушунтиради.
7.3 асосий саволнинг баёни:
Бир қатор металлар ва қотишмалар абсалют нол температура яқинида, яъни жуда паст температураларда ўта ўтказувчанлик ҳолатига ўтади ва фаза ўтишлари содир бўлади. Бу ҳолатда модданинг муҳим хусусиятларидан бири электр токига қаршиликнинг тўла йўқолишидир.
Бу ҳодиса биринчи марта Комерлинг-Оннес (1911-й.) тажрибаларида кузатилган. Бундан ташқари нормал фазадан ўта ўтказувчан фазага ўтиш яқин-яқинларгача фақат абсолют нол температура яқинида кузатилар эди. Ҳозирги кунда жуда кўп материалларда бундай фазавий ўтишлар суюқ азот температураси ва ундан юқори температураларда кузатилмоқда.
Металларнинг ўта ўтказувчанлик ва нормал ҳолатлари бир-биридан фақат ўта ўтказувчанлик хоссаси билан эмас, балки соф термодинамик катталикларнинг турли фазаларда ўзини тутиши билан ҳам фарқ қилади. Бу фарқ модда турли термодинамик фаза­ларда бўлишидан далолат беради. Шунга ўхшаш ҳолат суюқ гелийда кузатилади – бу эса ўта оқувчанлик ҳодисаси дейилади.
Металлнинг нормал ҳолатдан ўта ўтказувчан ҳолатга ўтиши унинг магнит ҳусусиятларининг ўзгариши билан бирга бўлади.
Бу ўзгариш шундан иборатки, массив ўта ўтказгичнинг ичига магнит майдон киролмайди, аниқроғи магнит майдон фақат см қатламда мавжуд бўлади. Демак, ўта ўтказгич ичида магнит майдон индукцияси нолга тенг бўлади.
Магнит индукция векторининг нормал ташкил этувчиси узлуксиз ва у нолга тенг бўлганлиги учун ўта ўтказгич ичида магнит индукция вектори сиртга ўтказилган уринма бўйлаб йўналган бўлади. Бу Вейс қонуни деб юритилади.
Олдинги мавзуда эслатдикки, агар бир фазадан иккинчи фазага ўтиш нуқтасида Гиббс термодинамик потенциалидан олинган биринчи тартибли ҳосила узлуксиз бўлиб, иккинчи тартибли ҳосиласи узилишга дучор бўлса, бундай фаза ўтишлар иккинчи хил фаза ўтишлар дейилади.
Бу ҳолда иссиқлик сиғими иссиқликдан кенгайиш коэффициенти , термик сиқилувчанлик коэффициенти ва бошқалар ўтиш нуқтасида сакраб ўзгаради.
Агар иккинчи тар­тибли ҳосилалар ўтишда чексизликка айланса - критик ўтишлар дейилади. Бунда модда хусусиятининг аномал табиати критик ҳодисалар деб юритилади.
«Иккинчи хил фаза ўтишлар» тушунчаси (1933-й.) Эренфест томонидан киритилган. Эренфест иккинчи хил фаза ўтишларни суюқ - 1 ни суюқ - II га (ўта оқувчанлик ҳолати) ўтишида кузатади.
Шунинг учун ҳам иккинчи хил фаза ўтишлар Эренфест тенг­ламалари билан ифодаланади. Эренфест тенгламалари биринчи хил фаза ўтишларни ифодаловчи Клайперон-Клаузиус тенгламасини Лопитал қоидаси бўйича ўзгартириш натижасида қуйидаги кўринишда олинади:


;
Агар системага умумлашган куч таъсир этаётган бўлса, у ҳолда Эренфест тенгламалари умумий кўринишни олади:

Бу тенгламалар солиштирма катталиклар учун ёзилган.

Ўта ўтказувчанлик фаза ўтиш термодинамикасида ҳажмнинг ўзгаришини ва . нинг босимга боғлиқлигини ҳисобга олиб, иссиқлик ҳажмий кенгайиши ва эластиклик модулининг ўзгаришларини топа­миз. Бу масалани содда ечиш учун ўта ўтказгич ҳажмли квазичексиз цилиндрдан иборат бўлсин. Цилиндр ўқига параллел йўналган магнит майдонга жойлаштирилган бўлсин. Бу ҳолда майдон мавжуд бўлган ва у йўқ бўлгандаги Гиббс термодинамик потенциалининг фарқи

ифода билан аниқланади. Бу ифодадан ўзгармас ва Т да босим бўйича ҳосила олиб, ҳажмлар фарқи учун қуйидагини ҳосил қиламиз

Ўта ўтказувчанлик учун термодинамиканинг асосий тенгламасидан ўзгармас Т да босим

бўйича ҳосила олиб, критик майдонда ҳажмлар фарқи қуйидагига тенглигини топамиз:



Ўта ўтказувчан ва нормал фазаларда ҳажмлар фарқи

тенглама билан аниқланишини топамиз. Бу тенгламанинг ҳар иккала томонидан Т ва п бўйича ҳосилалар олиб, мос равишда, иссиқлик ҳажмий кенгайиш ва эластиклик моду-лининг ўзгаришлари учун ифодаларни топамиз:
;
Бу ифодаларни олишда . деб ҳисобланган.