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二级相变

发布时间:2020-01-15 22:46    点击次数:136次   

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  )为化学势的二阶偏微分发生突变的一类相变。相变时没有热效应和熵变,但热膨胀系数,压缩系数,比热容这三个化学势的二阶偏微分量发生突变。

  )为化学势的二阶偏微分发生突变的一类相变。相变时没有热效应和熵变,但热膨胀系数,压缩系数,比热容这三个化学势的二阶偏微分量发生突变。

  二级相变或称为‘二阶相变’或是‘连续性相变’,主要原因是,自由能(或是其他有序参数,例如磁化强度)对温度(或其他参数,例如磁场)的变化率(一次偏微分值函数)曲线,仍然保持连续,没有突然变化。然而前述的自由能若对温度取到二次偏微分,其值与比热(specific heat)成正比,其函数曲线有可能在特定温度值,产生发散(divergence);换言之,举例而言,经过特定温度值时,自由能对于温度的二次变化率,数值有突然改变时,也属于发生相变。此处特定温度值,即为二阶相变发生的温度值,称为二阶相变临界温度。

  普通的相变(称一级相变)中的两相平衡时,两物态(例如气态和液态)的化学势相等,但两物态的偏摩尔体积和偏摩尔熵发生突变:

  。故在一级相变时有焓变,熵变,自由能的变化。而发生二级相变时,既没有焓变,也没有熵变。但物质的比热容C,热膨胀系数α和压缩系数κ会发生改变:

  氦-4的正常沸点是4.2K,减压下沸点下降。但当其沸点降至 2.17 K (−270.98°C) 时,沸腾突然停止。测定其物理性质,压缩系数,热膨胀系数和比热容发生突变,但没有焓变和体积的变化。

  铁磁性物质加热到某一温度时,磁畴被破坏,转变为顺磁性物质。这一磁性转变点称为居里点,此温度称为居里温度,此转变是二级相变。

  有序的合金晶胞中的原子代表不同的原子,而无序则代表混合原子。例如β-黄铜为体心立方晶胞,铜原子位于晶胞体心,锌原子位于晶胞角顶。温度升高至某一数值T

  时,这种规则的排列完全被破坏,两种原子出现在体心或角顶的概率一样,合金变为无序,此转变也属于二级相变。

  Goldenfeld, Nigel. Lectures on Phase Transitions and The Renormalization Group. Addison Wesley. 1992. ISBN 0-201-55408-9


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