На примере воды охарактеризуйте фазовые переходы

Фа́ зовая диагра́ мма воды — графическое отображение равновесного состояния фаз воды (жидкости, водяного пара и различных модификаций льда). Строится в системе координат температура—давление.

Фазовые переходы.

Лёд, вода и водяной пар — примеры трёх агрегатных состояний вещества: твёрдого, жидко- го и газообразного. В каком именно агрегатном состоянии находится данное вещество — зависит от его температуры и других внешних условий, в которых оно находится. При изменении внешних условий (например, если внутренняя энергия тела увеличивается или уменьшается в результате нагревания или охлаждения) могут происходить фазовые пере- ходы — изменения агрегатных состояний вещества тела. Нас будут интересовать следующие фазовые переходы. • Плавление (твёрдое тело → жидкость) и кристаллизация (жидкость → твёрдое тело). • Парообразование (жидкость → пар) и конденсация (пар → жидкость). Плавление и кристаллизация Большинство твёрдых тел являются кристаллическими, т. е. имеют кристаллическую решёт- ку — строго определённое, периодически повторяющееся в пространстве расположение своих частиц. Частицы (атомы или молекулы) кристаллического твёрдого тела совершают тепловые ко- лебания вблизи фиксированных положений равновесия — узлов кристаллической решётки. Например, узлы кристаллической решётки поваренной соли NaCl — это вершины кубиче- ских клеток «трёхмерной клетчатой бумаги» (см. рис. 1, на котором шарики большего размера обозначают атомы хлора)1; если дать испариться воде из раствора соли, то оставшаяся соль будет нагромождением маленьких кубиков.

36. Как связаны диаграммы состояния с термообработкой?

При изучении структуры чугуна и стали строят диаграммы состояния - графические изображения, дающие наглядное представление окристаллизации и превращениях, совершающихся при их нагреве и охлаждении.

Процесс кристаллизации зависит от того, какие фазы образуются из жидкого раствора сплава.

Фазой называют однородную часть системы, отделенную от других частей поверхностью раздела. Фазы делятся на твердые, жидкие и газообразные. Фазами могут быть чистые элементы, химические соединения, твердые и жидкие растворы и пары. Природа образующихся фаз определяет вид диаграммы состояния. Процесс кристаллизации подчиняется правилу фаз, которое показывает, происходит ли процесс кристаллизации при постоянной температуре или в интервале температур и какое количество фаз может одновременно существовать.

Элементы, входящие в сплав, называются компонентами. В зависимости от количества составляющих сплавы могут быть двух-, трех-, четырех- и более компонентными. Кроме основных компонентов, технические сплавы могут содержать в небольших количествах и другие элементы, называемые примесями. Постоянными примесями являются сера и фосфор.

Компоненты в жидком состоянии обладают неограниченной растворимостью. В твердом сплаве они образуют механическую смесь кристалликов исходных материалов или находятся в химическом соединении друг с другом или в виде так называемого твердого раствора.

Системой называют группу веществ, выделенную из прочих окружающих веществ для исследования в известных условиях температуры, давления и других факторов. Например, сплав определенного состава, в котором хотят проследить превращения, происходящие при нагреве или охлаждении, представляет собой систему.