Физхимия ФизхимияСтраница 3
3. Решение задания
3.1. Задача 1
а) На поле диаграммы можно выделить αТВ, γТВ δТВ, Ж, Г – каждое из которых является полем устойчивости фаз.
αТВ – твердая фаза с объемоцентрированной решеткой (ОЦК)
γТВ – твердая фаза с гранецентрированной решеткой (ГЦК)
δТВ – твердая фаза с объемоцентрированной решеткой (ОЦК)
Ж – жидкая фаза
Г- газообразная фаза железа
αТВ, γТВ δТВ – отличаются друг от друга лишь модификациями кристаллических решеток.
Температура плавления железа равна 1539±5 °С. Железо образует 3 кристаллические модификации: α – железо, γ – железо, δ – железо.
α – железо термодинамически устойчиво при температуре ниже 911 °С;
γ – железо – от 911 до 1392 °С;
δ – железо - от 1392 °С до 1539 °С.
Линии на диаграмме показывают условия, при которых в системе в равновесии находятся 2 фазы:
АО1 – в равновесии находятся – газообразная и αТВ фазы;
О1О2 – в равновесии γТВ и газообразная фаза;
О2О3 – в равновесии δТВ и газообразная фаза;
О3В – в равновесии жидкая и газообразная фазы;
О1С – в равновесии находятся две твердые фазы: αТВ и γТВ;
О3Д – в равновесии две твердые фазы γТВ и δТВ;
О3Г – в равновесии δТВ фаза и жидкая.
Точки на диаграмме (О1, О2, О3) показывают условия, при которых в системе три фазы находятся в равновесии.
О1: αТВ, γТВ, Г
О2: γТВ, δТВ, Г
О3: δТВ, Ж, Г.
б) Применим правило фаз в системе, находящейся при температуре t1 = 1500 °С и давлении Р1 = 10 Па.
Lg P1/P° = Lg 10/101325 = - 4,006 (точка «а» на диаграмме).
При температуре t1 = 1500 °С и давлении р1 = 10 Па точка «а» находится в гомогенном поле твердой фазы δ – железа. Ф=1; С=2. Система имеет две степени свободы. Это означает, что независимо друг от друга можно изменить в известных пределах значения двух параметров (температуры и давления) и при этом будет существовать одна фаза. Такому условию удовлетворяет поле гомогенности δ – железо.
г) Рассмотрим процессы, которые будут происходить в системе при повышении температуры от 1500 °С до 2100 °С в изобарных условиях при Р1=10 Па = const.
При t1 = 1500°С и Р1 = 10 Па точка «а» находится в гомогенном поле твердой фазы δ – железа. Ф=1; С=1. При повышении температуры до пересечения точки «а» с линией FО3 происходит обращение δ – железа в расплав. Повышение температуры приостанавливается. С=0; Ф=2. Все подводимое тепло расходуется на разрушение кристаллической решетки.
По завершении перехода все δ – железо обратилось в расплав, вновь появляется степень свободы. Ф=1; С=1. Температура вновь повышается. При повышении температуры до пересечения точки «а» с линией ВО3 происходит обращение расплава железа. С=0; Ф=2. Нагревания системы не происходит. По завершении перехода все расплавленное железо обратилось в пары железа. Вновь появляется степень свободы. Возобновляется нагревание системы. При температуре t2=2100 °С точка «а» находится в гомогенном поле газообразной фазы IIг. Ф=1; С=1.
3.2. Задача 2
Определим графически температуру плавления Be и сравним ее со справочным значением, предположив, что расплав Al-Be является идеальным (рис. 3).
На диаграмме фазового состояния системы Al-Be ветвь ликвидуса - АЕ – это линия насыщения расплава кристаллами Ве.
Для графического определения теплоты плавления Ве возьмем на линии АЕ несколько точек и найдем для них значения lgNBe и 1/Т (табл.1).
ЖАЛОВАННАЯ ГРАМОТА , документ, выдававшийся высшей властью в России (великим князем, царем, императором) о предоставлении каких-либо прав или льгот отдельным лицам и монастырям (с 12 в.) или группам населения (с 17 в.). Важнейшие законодательные акты 18 в.: Жалованная грамота 1785 дворянству (свод сословных привилегий) и городам (основы самоуправления).
ДЕЛЬТА-ФУНКЦИЯ , ?-функция Дирака, символ, применяемый в математической физике при решении задач, в которые входят сосредоточенные величины (нагрузка, заряд и т. п.). Дельта-функция - простейшая обобщенная функция; она характеризует, напр., плотность распределения масс, при котором в одной точке сосредоточена единичная масса, а любой интервал, не содержащий этой точки, свободен от масс.
ФЕРНАНДЕЛЬ (Fernandel) (наст . имя и фам. Фернан Контанден, Contandin) (1903-1971), французский киноактер. Снимался в фильмах: "Большая записная книжка", "Закон есть закон", "Дьявол и десять заповедей" и др.