Termodynamika_podklady

Содержание

Слайд 2

Základní pojmy – složka, fáze, soustava Složka – chemické individuum Fáze

Základní pojmy – složka, fáze, soustava

Složka – chemické individuum
Fáze –

chemicky i fyzikálně homogenní část soustavy, ohraničená rozhraním, na kterém se vlastnosti mění skokem
Soustava – vymezený objem nebo hmotnost slitiny
Слайд 3

Soustava - charakteristika Soustava homogenní – tvořena jednou fází Soustava heterogenní

Soustava - charakteristika

Soustava homogenní – tvořena jednou fází
Soustava heterogenní – tvořena

více fázemi
Soustava jednosložková
Soustava binární – tvořena dvěma složkami
Soustava ternární – třemi složkami
Soustava vícesložková
Soustava je popsána, známe-li: počet přítomných fází, jejich poměrné množství a složení každé z nich
Слайд 4

Gibbsův zákon fází – fázové pravidlo Udává maximální počet fází, které

Gibbsův zákon fází – fázové pravidlo

Udává maximální počet fází, které jsou

navzájem v rovnováze
Obecná formulace pro dvě vnější nezávisle proměnné veličiny – teplota a tlak:
v = s – f + 2
v …počet stupňů volnosti = počet nezávislých změn, které jsou soustavě povoleny, aniž se změní počet existujících fází
s … počet složek
f … počet fází
Слайд 5

Gibbsův zákon fází – fázové pravidlo U soustav, které jsou tvořeny

Gibbsův zákon fází – fázové pravidlo

U soustav, které jsou tvořeny tuhými

a kapalnými fázemi se obvykle neuvažuje vliv tlaku jako proměnné veličiny a fázové pravidlo má tvar:
v = s – f + 1
Př.: krystalizace čistého kovu v = 1-2+1=0 …soustava je invariantní a krystalizace probíhá při konst. teplotě
Слайд 6

Rovnováha soustavy, rovnovážný stav Je to stav, kdy při daném vnějším

Rovnováha soustavy, rovnovážný stav

Je to stav, kdy při daném vnějším prostředí

nemůže probíhat žádný děj, spojený s hmotnou nebo energetickou přeměnou.
Rovnovážný stav – soustava se po libovolně dlouhou dobu sama nemění. Stavu stabilní rovnováhy odpovídá minimum volné entalpie.
Слайд 7

Schéma rovnovážného a nerovnovážného stavu A – stabilní rovnováha B –

Schéma rovnovážného a nerovnovážného stavu
A – stabilní rovnováha
B – metastabilní stav
C

– nestabilní stav
h1 – výška, odpovídající hodnotě aktivační energie
Слайд 8

Fáze v kovových soustavách Chemická sloučenina – popsána vzorcem, pevné chemické

Fáze v kovových soustavách

Chemická sloučenina – popsána vzorcem, pevné chemické složení
Slitina

– složitější soustava, kde chemické složení jednotlivých fází se může měnit např. v závislosti na teplotě
Fáze ve slitinách:
Tuhé roztoky (se strukturou základního kovu)
Intermediární fáze (s vlastní strukturou)
Слайд 9

TUHÉ ROZTOKY Substituční a – atomy základního kovu b – atomy

TUHÉ ROZTOKY

Substituční
a – atomy základního kovu
b – atomy příměsi
Oba druhy částic

si jsou velmi podobné
Слайд 10

TUHÉ ROZTOKY Intersticiální (mezerový, adiční) a – atomy základního kovu b

TUHÉ ROZTOKY

Intersticiální (mezerový, adiční)
a – atomy základního kovu
b – atomy příměsi
Oba

prvky jsou rozdílné, např.jeden je výrazně menší
Слайд 11

Intersticiální tuhý roztok Přísadový atom se umístí mimo uzlový bod mřížky

Intersticiální tuhý roztok

Přísadový atom se umístí mimo uzlový bod mřížky
Do mřížky

lze umístit omezený počet přísadových atomů soustava s omezenou (částečnou) rozpustností v tuhém stavu
Слайд 12

Vlastnosti tuhých roztoků Jsou homogenní – tvořeny jednou fází, ale dvěma

Vlastnosti tuhých roztoků

Jsou homogenní – tvořeny jednou fází, ale dvěma složkami

– binární homogenní soustava
Jejich chemické složení se může měnit např. v závislosti na teplotě
Označují se písmeny řecké abecedy
Слайд 13

Rovnovážné binární diagramy Ukazují závislost teploty na chemickém složení binární slitiny.

Rovnovážné binární diagramy

Ukazují závislost teploty na chemickém složení binární slitiny.
Na

obou osách jsou čisté složky, chemické složení se vyjadřuje ve hmotnostních procentech.
Základní typy RBD vyjadřují chování slitin v závislosti na teplotě.
Слайд 14

RBD s neomezenou rozpustností v tuhém stavu

RBD s neomezenou rozpustností v tuhém stavu

Слайд 15

RBD s neomezenou rozpustností v tuhém stavu V průběhu krystalizace slitiny

RBD s neomezenou rozpustností v tuhém stavu

V průběhu krystalizace slitiny se

plynule mění chemické složení taveniny i krystalů -
taveniny podle čáry likvidu, krystalů podle čáry solidu
Množství jednotlivých fází se určuje pákovým pravidlem : množství fáze je dáno poměrem odvrácené části páky ku celku
Слайд 16

RBD s naprostou nerozpustností v tuhém stavu

RBD s naprostou nerozpustností v tuhém stavu

Слайд 17

RBD s částečnou rozpustností v tuhém stavu

RBD s částečnou rozpustností v tuhém stavu