VI BOB. TERMIK XOSSALAR VA USULLAR.
6.1.
Teplofizik jarayonlar va fazaviy o’tishlar.
Biz suyuq gazsimon holatlarning qattiq holatga o’tishi, ya’ni kristallanish va
aksincha o’tish, erish va qaynashni bilamiz. Suyuqlikning bug’ga o’tishini -
bug’lanishni va aksincha o’tish - kondensatsiyani ham bilamiz. Bu barcha fazaviy
o’tishlarda jism yoki tegishli o’tishning yashirin issiqligi (erish isiqqligi,
bug’lanish issiqliki va h.k) sifatida energiya ajratadi yoki energiya yutadi.
Energiyaning yoki energiya bilan bog’liq bo’lgan boshqa kattaliklar,
masalan, zichlikning sakrashsimon o’zgarishi bilan boradigan fazaviy o’tishlar
birinchi tur fazaviy o’tishlar deb ataladi. Birinchi tur fazaviy o’tishlar uchun
modda xossalarining sakrashsimon, ya’ni juda qisqa temperaturalar intervalida
o’zgarishi xarakterlidir. Binobarin, aniq o’tish temperaturasi yoki o’tish nuqtasi
haqida, masalan, qaynash nuqtasi, erish nuqtasi va hokazo haqida gapirish
mumkin. Fazaviy o’tishlar temperaturalari tashqi parametr -
p
bosimga bog’liq;
berilgan temperaturada o’tish sodir bo’ladi. Fazaviy muvozanat chizig’i bizga
ma’lum bo’lgan Klapeyron-Klauzius tenglamasi bilan ifodalanadi:
(6.1)
bu yerda, L - o’tish molyar issiqligi, V
1
va V
2
har ikkala fazaning molyar hajmlari.
Birinchi tur fazaviy o’tishlarda yangi faza birato’la butun hajmda paydo
bo’lmaydi. Dastlab yangi fazaning markazlari hosil bo’lib so’ngra ular o’sib butun
hajmga tarqaladi. Markazlarning hosil bo’lish protsessi bilan suyuqlikning
kondensatsiyasida duch kelgan edik. Kondensatsiya uchun chang zarralari, ionlar
va hokazo ko’rinishida kondensatsiya markazlari bo’lishi zarur. Xuddi shuningdek,
suyuqlikning qotishi uchun kristallanish markazlari bo’lishi zarur. Bunday
markazlar bo’lmaganida bug’ va suyuqlik o’ta sovigan holatda bo’lishi mumkin.
Masalan, 10°C temperaturada ham, agar suv toza bo’lsa, uzoq muddat
muzlamasligini kuzatish mumkin. Biroq shunday fazaviy o’tishlar ham bo’ladiki,
ularda aylanish butun hajmda kristall panjaraning uzluksiz o’zgarishi, ya’ni
panjarada zarralarning o’zaro qayta joylashishi natijasida darhol ro’y beradi. Bu
137
ma’lum temperaturada panjara simmetriyasining o’zgarishi, masalan, past
simmetriyali panjaraning yuqori simmetriyali panjaraga aylanishiga olib kelishi
mumkin. Bu temperaturada fazaviy o’tish ikkinchi tur fazaviy o’tish deb ataladi.
Ikkinchi tur fazaviy o’tish sodir bo’ladigan bu temperatura Kyuri nuqtasi deb
ataladi. Bu birinchi marta ferromagnetiklarda ikkinchi tur fazaviy o’tishlarini kashf
qilgan olim Per Kyuri sharafiga shunday deb atalgan. Holat bunday uzluksiz
o’zgarganida o’tish nuqtasida ikki turli fazaning muvozanati bo’lmaydi, chunki
o’tish butun hajmda birdaniga sodir bo’ladi. Shuning uchun o’tish nuqtasida U
ichki energiyaning sakrashi ham ro’y bermaydi. Demak, bunday o’tishda o’tish
yashirin issiqligining ajralishi ham ro’y bermaydi. Biroq o’tish nuqtasidan yuqori
va past temperaturada modda turli kristall modifikatsiyali bo’lgani uchun ularning
issiqlik sig’imi turlicha bo’ladi.
Demak, fazaviy o’tish nuqtasida issiqlik sig’imi, ya’ni ichki energiyadan
vaqt bo’yicha olingan hosilasi
sakrashsimon o’zgaradi. Garchi o’tish nuqtasida
hajmning o’zi o’zgarmasada, hajmiy kengayish koeffitsienti
sakrash bilan
o’zgaradi.
Shunday ikkinchi tur fazaviy o’tishlar ham borki, ularda holatning uzluksiz
o’zgarishi kristall strukturasining o’zgarishini bildirmaydi, biroq bu o’tishlarda
holat birdaniga butun hajmida o’zgaradi. Bunday tur o’tishlarning eng mashhuri
moddalarning ferromagnit holatdan ferromagnit bo’lmagan holatga o’tishidir,
bunday o’tish Kyuri nuqtasi deb atalgan temperaturada sodir bo’ladi; ba’zi
metallarning normal holatda o’ta o’tkazuvchan elektr qarshiligi yo’qoladi. Ikkala
holda ham o’tish uzluksiz va birdaniga butun hajmda o’zgaradi. Suyuq geliyning
Ne I holatdan Ne II holatga o’tishi ham ikkinchi tur o’tishga misol bo’ladi. Bu
barcha hollarda o’tish nuqtasida issiqlik sig’imining sakrashi kuzatiladi. Shu
munosabat bilan ikkinchi tur fazaviy o’tish temperaturasi ikkinchi nomga ega
bo’lib, unga Kyuri nuqta deb ataladi. Fazaviy o’tishlarning qanday bo’lishini endi
batafsilroq ko’raylik. Fazaviy aylanishlarda asosiy rolni fizikaviy kattaliklarning
fluktuatsiyalari o’ynaydi.
|