Я.И. Френкель - Кинетическая теория жидкостей (1108150), страница 23
Текст из файла (страница 23)
в 11. Рап<езсюп< (ЬЬ У. В я в с Ь е т в Ь у, Х. РЬув., 40, 214, 1927) пытался отождоотзяю эту зелячзяу оо скрь<той теялотоя плавления. Заметив<, что если под ЛУ . (Лу)в яодрнзумезать уводя«онов объема оря плавлении, то —.-К у ояазывяотся Узза я тря меньше скрытой теплоты пзнзлеяля. Р. Фюрт (В. У 6 г < Ь, Ртос. Воу. Яос, А, 177, 217, 1941) попытался рассчятать прям«я«о«к>>о разрьшяу>о прочность твердых тол, под»»Уж»язых одяостороязому растяжояшо, з ярвдпояожоняя„что тело разрушается в результате процесса, который может быть опясвн кян плзвяеязо дояоляятояьяого объема ЛУ, обуслозлояного Растяжоялем.
Нто допущение предполагает, что упругая »периш, яакопясяяая 1 (М)в телом — Š—. (где Š— модуль Юя< а). и момент разрыва разно ОЛУ (где (> — сяриУв тая топлотз плявяояяя яз «деницу объема). Хотя о яол<ощью »того урввяеяяя полутоны результаты, хорошо согяасующяося с зясяерямвятяльпылш двяяыл<я, ядоя, лежащая з основе тол<рая Фюртя, представляется янп<ояяой фязячссяого слав«за я ев успех яззяотоя ш<сто случайяым. Кзк указы»«лось вите я ная было яз опыт« дока»«по А. <Э. Иоффе, яябнюдаол<ыо экспериментально нмззме (по срявяеяпю с теоротачвснямя) зяачояоя разрывной прочяостн обусловлены поворхяостяымп (яля вя>тр<япо<в<з) троя<азама.
ение степени и при плавл ю до и нос порядка в строеении, несмотря на ле плавления) н вообще наступает расти>кении крн- почему оно ермическом образным в ход первого бинарных оторым нас ических тел е ответы. центров тяя денцию к ратуры илн ее резко. Пр <ак говоря уменьп<ени ем болыде него поряд незначите озрастаннем звтророда, а не второго, сплавах". привело изучение ах, мы можем дать <ести молекул нли уменьшению еще до возрастания объема оцесс разупорядочет, «кооперативный» е степени порядка он уже нарушен. ка при таких услольного повышения рение, про облегчающ е объема пр твенную п исходящее при поим и ускоряющим и плавлении можно ричнну и как непо- '.
~:,~';,.':",'-:,;-ликвидацию дальнего порядка, а увеличени рассматривать одновременно как непосредс ';~;:-::.',„:,::;.:::,-средзственное следствие этой ликвидации. .Что касается резкого увеличения тек и, общих чертах объясняется следующим о ';";:" д" ' 'Текучесть тела, т. е. его способность пр ииченно изменять свою форму без измене можность нндинндуального перемещения ег ; .;!.':),'.';:.;.'~.";.:: - Иеремещение требует наличия хотя бы неб -'л",;!:,',-;:;:::„::,'-< называемого «свободного» объема.
В крист Иый объем чрезвычайно мал, реализуясь .:,',;."ь."-,'!:::-;:;:;::':: ного числа дырок и отчасти общего тепло приращения объема при плавлении уже дос ',.;,.';:-:~'";.:"~:::;-';":.'; '.требуемый для текучести простор. Так то <т~у!<-,';".'„;".",:,, 'квмглибо закрытом помещении, начинает :-',='.,ь'.-.',".."",!-';,'::: открытые двери, как только она немного ,;~';.;;;ь', значительной части образующих ее людей. , Широко распространенное представлен ,.;,"х,.-:,'-,"<.;.!:" костей обусловлена отсутствием упругости :вы~<'"!"-!";::..'': .медуля сдвига, как уже отмечалось выш учести при бравом. и минималь ния объема о частиц, а ольп <ого) «и аллическнх з форме от вого расши таточно для лпа, веподв быстро выт разрядится плавлении, то оно ном усилии неогра, предполагает нозато индивидуальное ростора» в виде тзк телах этот свободносительно нм <то.ь рення.
Пебольшого того, чтобы создать шкно зажатая з каекать из него через при удалении пе- изотом, ч на сдвиг, т, е, ошибочно то теку чест< > нд е. равенством нул>о (за исключен(<ем, й. Чем обусловливается резкое уменып нии тела и резкое увеличение его текучест ,-'.;:;:;;":;.-:,!.. =;неизменность температуры (непосредстэеш '"~",-'!:::::'::::: незначительное увеличение объема7 2. От чего зависит само плавление, т. е. нри изобарическом нагревании или изот сталла7 ' 3.
Почему плавление связано со скачко :,:.'>~~:;;:,;-":;::.„'> 'Иии и объема, т. е. представляет собой пере иин например процессы разупорядочения в ':.'л,';;,,';";;!;,;.,''':- . Основываясь на тех результатах, к к ,.явлений порядка и беспорядка в кристалл ':((,-':.',.',~';:.„-';~:, иа эти вопросы следующие предварительны 1. Степень порядка в расположении -'"'.~!".",'".,";.;:.:"': ":.::их взаимной ориентации обнаруживает тен ,:,",!$"-:,;::,-:::,':;::::-., Иочки плавления. По мере повышения темпе ,::~!~";:)"„:>!',::,".":,'::: эта тенденция проявляется все более и бол "-.<)!,".;"~~:,'-;:.;;:.,:,;...-Иняя принимает самоускоряюп[мйся или, ~;-:~)!~~::,— ~":,::::::характер, в том смысле, что дальнейшее ':«11))«':",!'...;требует тем меньшей затраты энергии, ч ,-«л"..'.,'-„;,'::::;,"' с Для практически полной ликвидации даль .:1:;;":;„;:-::,'::::,", виях, как мы внаем, достаточно крайне ':;;:,."-':.:;.<г!!:":;;;"."" Иемпературы или увеличения объема.
Следует отметить, что тепловое раск<и ""ь!~,';,"::::; 'Фтоянноь< давлении, является фактором, "Свойства жидкостей и меканием плавления Влияние неженский обьема и температуры : 'быть может, случая жидкого гелия П). Текучесть жидкостей не исключает сдвиговой упругости, но ли>пь маскирует ее.
Это заключение следует, во-первых, из существования у многих веществ непрерывного перехода из я«идкого состояния в твердое аморфное, в котором они, сохраняя некоторую текучесть, обладают вместе с тем резко выраженной упругостью формы. Во-вторых, оно вытекает из того факта, что связь между частицами жидкости вблизи температуры кристаллизации остается почти та; кой же, как и ниже ее. При таких условиях возможность исчезновения модуля сдвига является, вообще говоря, исключенной, хотя, конечно, этот модуль должен быть у жидкостей меньп>е, чем у твердых тел, у которых он, кстати, уменыпается обычно в несколько раз при повышении температуры от абсолютного нуля до точки плавления.
Аналогичное, но более слабое уменья>ение испытывает и модуль сжвмаемости твердых тел; ' при плавлении >ье последних ои уменылается в несколько раз (при обыч' ных условиях; при высоких давлениях подобного уменьшения не наблюдается). Воэ»южность сочетания упругости формы с текучестью будет 'подробно разобрана нами в следующей главе; здесь мы отметим лишь тот факт, что это сочетание характеризуется более или менее быстрым исчезновением, или «релаксацией», упругих напряжений, вызванных данной деформацией, со временем и что резкое возрастание текучести при . плавлении может быть отнесено главным образом за счет резкого ускорения этих релаксационных процессов.
2. Если рассматривать плавление как процесс разупорядочения, то иеиабежность его наступления при повышении температуры или увели'чении объема (при постоянной, но отличной от нуля температуре) объяс' няется совершенно таким в«е образом, как процесс ликвидации дальнего порядка в чередовании атомов разного сорта в бинарных сплавах или .дезориентации молекул в кристаллах типа НС1 или СН . А именно: разупорядочение, в частности то разупорядочение, которое связано с плавлением, обусловливается дезорганизующим влиянием теплового движения; увеличение же объема усиливает это влияние, уменьшая противодействующие ему силы. Другими словами, кристаллическая ре>летка становится термодинамически неустойчивой при высоких температурах, причем эта неустойчивость наступает тем раньше„т. е.
при тем более низких температурах, чем больше объем тела. Следует, впрочем, заметить, что и при абсолютном нуле температуры любая решетка должна была бы распасться иа составляющие ее частицы, если бы ее можно было подвергнуть всестороннему растяжению до теоретического предела прочности (т. е. на ч() бО ай) Процесс плавления можно рассматривать и с других точек зрения, в частности с точки зрения сопутствующего ему появления или возрастания текучести. Поскольку последняя связана с более рыхлой и менее правильной структурой я«идкостп, эта «механическая» точка зрения непосредственно сводится к предыдущей «структурной». Подробнее этот вопрос будет рассмотрев ниже. Д. Скачкообразный характер процесса плавления как превращения =,' первого рода можно также объяснить несколькими — формально различ- ными, но по существу эквивалентными — способами в зависимости от :...см»й»:.,:,-:.
точки зрения на сущность самого превращения. Со структурной точки ,йий:;-:;,'." .:,,' зрония дело сводится к «кооперативному эффекту», проявляющемуся '~Ъ,'!~!!'-":":.';:-. ири любом процессе разупорядочения и выражающемуся в том, что про- '~.;-;:;.~!,:".;-::о:,;;- цесс рааупорядочения облегчается по мере у»>еньшения остающейся сте- ".,"~ ~';'.,':.': '; киеяи порядка.
В 5 3 предыдущей главы было показано на простом примере, 'ф~';,,",.".: ',:.:,лхуо процесс разупорядочения моя«ет прн атом обрываться на некоторой :~:;::-:; .:;;;-и.о н е ч и о й степени порядка, приобретая характер превращения пер- во>го рода. Надо полагать, что этот тип уменьшения порядка в располо>ке,,'тчи»~!.";,~,'!.; йии центров тяжести частиц кристалла имеет место при приближении ::З: „.';:~',!",;: ---::: к . точке плавления. Если степень порядка не рассматривать как независимый параметр, " .,".,~',';:.:„'.»«Ирвктеризующий состояние (структуру) тела при условии термодинами- ®~:":;;:;,;:;:.,"Г«Юного равновесия, но рассматривать ее как определенную функцию ,.":,~,,!„':;':."',;;;::; мыпературы и объема «=-«(Т, Р), определяемую нз условия минимума -'!~~,',,::,,.,.'~:,; ',сиободной энергии, то для решения вопроса о причинах скачкообраз;.,';-;"::~':".::.и«>оти процесса плавления можно исходить из исследования зависимости давления р от Т и т' или Р от Т и р так я«е, как это делается в ван дер»1~р'~:;::;;::;:~' щщльсовской теории перехода из жидкого состояния в газообразное или ~!.н~~;;:~~!! '; «>оратно.
При этом необходимо, во-первых, считать п р и и ц и п и— ,::-'ф-,"~;-:,:;,';,;,И д ь н о в о з м о ж н ы м непрерывный переход из твердого крнсталли,,"';;~',",~»~-;-;;:;,. чюского состояния в жидкое аморфное (в соответствии с принципиальной ;"-",:,".;:;;"~!'-;",-',::;!.;:;:.:::-;.вйзможностью непрерывного уменьшения степени порядка в строении ':~~~;',;!'"'* тйла) и, во-вторых, доказать, что подобный непрерывный пероход не- ::~-,'~;;',-'-',,''~".:;:;:.;-: избежно связан с рядом п р о м е ж у т о ч н ы х н е у с т о й ч и в ы х ,.<~."~:,,:!".;-';.',:::е'ос то я ни й.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
