- 1
Министерство образования и науки Украины
Донбасский государственный технический университет
Кафедра ОМД КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине "Металловедение"
на тему: "Затвердевание сплавов. Строение жидкого металла. Термодинамические стимулы и кинетические возможности процесса затвердевания. Влияние переохлаждения и примесей на процесс кристаллизации" Алчевск 2009
1. Жидкое и твёрдое состояние Все вещества могут находиться в трёх агрегатных состояниях: твёрдое, жидкое и газообразное. Переход между ними сопровождается скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других физических свойств.
Реализация агрегатного состояния вещества зависит от температуры (Т) и давления (Р), при которых оно находится.
В газах межмолекульные расстояния большие, молекулы не взаимодействуют друг с другом. У газа отсутствует объём и форма.
Жидкости и твёрдые тела имеют постоянный, собственный объём (т. к. атомы взаимодействуют друг с другом).
В жидкости происходят малые колебания атомов вокруг равновесных положений и частые перескоки из одного равновесного положения в другое. Жидкое состояние характеризуется ближним порядком в расположении атомов. Жидкости характерна некоторая зависимость в расположении атомов; характерное свойство жидкости – текучесть. Ближний порядок динамически неустойчив. С повышением температуры размеры объемов с ближним порядком (фазовых флуктуаций), уменьшаются.
Атомы в твердом теле совершают только малые колебания около своих равновесных положений. Это приводит к правильному чередованию атомов в пространстве на одинаковых расстояниях для сколь угодно далеко удаленных атомов, т.е. существует дальний порядок в расположении атомов; образуется кристаллическая решетка. Твердому телу характерна стабильная, постоянная форма.
Термодинамические условия кристаллизации
Переход металла из жидкого состояния в твёрдое (кристаллическое) называется кристаллизацией.
Кристаллизация (или плавление) протекает в условиях, когда система переходит к термодинамическому более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией.
Энергетическое состояние системы, характеризуется термодинамической функцией F, называемой свободной энергией (это только часть системы): F = U – TS, где U – полная энергия;
T – абсолютная температура К0;
S – энтропия (характеризует степень порядка; чем больше беспорядок, тем больше энтропия).
Изменение свободной энергии жидкого и твердого состояний в зависимости от температуры показано на рис. 1. Рисунок 1. Изменение свободной энергии металла в жидком (FЖ), в твердом (FТ) состоянии в зависимости от температуры Система с большой свободной энергией менее устойчива, и, следовательно, стремится перейти к устойчивому состоянию с минимальной свободной энергией. Выше температуры ТП устойчив жидкий металл (при Т1 →Fж
- 1
Похожие работы
Тема: Простейшие кинетические уравнения Кинетические кривые |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Кинетические уравнения Власова |
Предмет/Тип: Физика (Диплом) |
Тема: Кинетические методы анализа |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Кинетические уравнения Власова |
Предмет/Тип: Физика (Диплом) |
Тема: Кинетические модели каталитических реакций |
Предмет/Тип: Химия (Книга / Учебник) |
Интересная статья: Основы написания курсовой работы