Метастабилност състояние (в термодинамиката) - Енциклопедия, великия Съветски

Българска енциклопедия Universal
Brockhaus-Ефрон и Енциклопедия
комбиниран лексика

Лен и метастабилни състояния на I (от мета и лат Stabilis - .. Устойчив) в термодинамиката, физическото състояние на неустойчиво равновесие макроскопична система, в която системата може да бъде дълго време. Примери на М и. може да бъде прегрята или subcooled и subcooled течността (свръхнаситени) двойки (вж. прегряване и преохлаждане). Течност, като вода, добре почистени от странични твърди частици и газови мехурчета (изпаряване центрове) може да се нагрява до температура над точката на кипене при дадено налягане. Ако някоя прегрята течност центрове изпаряване (или изкуствено ги въведе), течността ще премине в пара експлозивно - стационарно състояние при дадена температура. На свой ред двойки, където не кондензационни ядра (твърди частици, йони) може да се охлажда до температура, при която стабилно течно състояние, и за получаване на subcooled (свръхнаситени) двойки. В природата, е оформен свръхнаситен пара, например, при повдигане на повърхността на нагрят въздух маса и тяхното последващо охлаждане, причинени от адиабатно разширение.

Появата на М. а. обяснява с теорията на термодинамично равновесие (вж. термодинамично равновесие). Равновесие затворена система съответства на максималната ентропия S. В постоянно равновесие обем V и температура Т съответства на минималната енергия F (Хелмхолц енергия) и при постоянна р налягане и температура Т, - най-малко термодинамичен потенциал G (Gibbs енергия). Въпреки това, някои стойности на външните параметри (Р, V, Т и др.) Може да съответства на няколко екстремум (максимуми или минимуми) на една от функциите, описани по-горе (фиг.). Всяка от относителната минимуми на функция F или G съответства стабилен по отношение на малки колебания влияния или състояние. Такива състояния се наричат ​​метастабилни. С малко отклонение от М. S. системата се връща в същото състояние, но по отношение на големи отклонения от равновесие е нестабилен и променя състоянието си с абсолютен минимум на термодинамичен потенциал, който е стабилен по отношение на ограничените физически параметри отклонения от равновесие. По този начин. Въпреки Т.т. в определени граници последователно, рано или късно, системата продължава да излиза в напълно устойчива, стабилна държава.

Възможността за осъществяване на местното Supercluster. свързан с преходен оси Aubin система от едно стабилно състояние на другия (с кинетиката на фазовите преходи). преход фаза започва с появата на нова фаза ядрено: пара мехурчета в течността в случай на преход двойки микрокристали при прехода към течност кристално състояние и т.н. За отбеляза зародиши трябва да се работи за създаване на две фази повърхности. Растежът на образувани ядра позволява значително кривина на повърхността (вж капилярна явление.) В резултат на ядра на кристализация до повишена разтворимост на твърдата фаза, с течността кондензация - най-малките капчици да се изпари при изпарение - до увеличаване на налягането на парите в малки мехурчета. Тези фактори могат да енергично неблагоприятно поникване и растеж на нова фаза и забавят преминаването на система от М. S. в абсолютно стабилно състояние н Когато тези условия.

Т.т. често се срещат в природата и да се използва в областта на науката и технологиите. С наличието на местното Supercluster. свързан, например, феномена на магнитни, електрически и еластична хистерезис, образуване на свръхнаситени разтвори, закалена стомана, стъкло производство и т.н.

Лит: Landau L. D. Лифшиц Е. М., Статистическа физика, Москва 1964. Shtrauf EA Молекулна физика, Москва - Ленинград 1949; Samoylovich AG термодинамиката и статистически механика, 2-ро издание. М. 1955; Skripov V. P. на метастабилни течности, М. 1972.

F1 (х1) - абсолютен минимум на функцията (тя може да бъде потенциали ил F и G), F2 (Х2) - относителната минимум на функцията; х - променлива физически параметър (например, обем V), други параметри са постоянни.