Любое вещество плавится или испаряется при охлаждении при постоянном давлении? - физиков.нет
Винтажный Клуб для гитаристов
21 голосов
/

Есть ли вещество с отрезками линий диаграммы изменения фазы, идущими в отрицательном направлении?

Объяснить:

Как правило, по мере того, как идут диаграммы фазовых переходов, с увеличением температуры и постоянной давления вещества имеют тенденцию испаряться, сублимироваться или плавиться; охлаждение приводит к обратному слиянию (замораживанию), отложению или конденсации жидкости из пара.

Но диаграммы редко бывают простыми - например, вода имеет множество форм льда, где не все формы можно получить с помощью переходов «из любого направления». Есть много неясных факторов, которые определяют, когда может произойти каждый переход.

Есть ли какое-либо вещество, которое - без превращения в другое вещество (скажем, полимеризация) - обладает областью диаграммы фазового перехода (возможно, далеко от «комнатных условий»), где переход идет в противоположном направлении - нагрев приводит к а - не обязательно более плотное - но «более прочное» состояние? Что-то вроде термически отвержденного клея, но без химического перехода?

Ответы [ 3 ]

34 голосов
/

Да, вот фазовая диаграмма для Гелия-3:

enter image description here

Обратите внимание, что при температуре около 3 МПа повышение температуры вызывает переход из жидкого состояния в твердое.

7 голосов
/

На этот вопрос уже достаточно подробно ответили, но я чувствую, что должен добавить, что все это связано с чем-то, что называется уравнением Клаузиуса-Клапейрона , $$ \frac{\textrm{d} P}{\textrm{d} T} = \frac{\Delta s}{\Delta v} $$ Это связывает наклон фазовой границы на фазовой диаграмме $P-T$ с конкретным изменением энтропии $\Delta s$ и с конкретным изменением объема $\Delta v$ фазового перехода. Теперь, если мы говорим о переходе от твердой фазы к жидкой фазе, $\Delta s$ всегда положителен, потому что твердые вещества имеют кристаллический порядок, который теряется при переходе в жидкую фазу. Поскольку удельный объем в этом случае обычно также является положительным, мы ожидаем, что наклон фазовой границы будет положительным. В тех случаях, когда это не так, мы имеем очень необычный сценарий, когда вещество "на 1008 * больше " компактно "в жидкой фазе, чем в твердой фазе. То, что это верно для воды, хорошо известно: попробуйте положить воду в плотный контейнер в морозильник и посмотрите, как оно будет. Из изображения лимона мы видим, что это верно и для гелия 3.

6 голосов
/

Просто чтобы прокомментировать комментарий Джона Ренни (потому что я не совсем в это поверил)

water phase diagram from wikipedia

Похоже, что лед при температуре от 0 до -20 ° С будет таять при некотором (довольно экстремальном) диапазоне давлений, но только при повышении давления, а не при понижении температуры.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...