Лекция 2 Фазовое состояние вещества Системой принято

Лекция № 2 Фазовое состояние вещества Системой принято называть рассматриваемое вещество или совокупность веществ. Различают системы: • — гомогенные; • — гетерогенные. Фаза - часть системы, отделенная от других ее частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачком. Фазой называют однородные составные части системы, имеющие одинаковый состав, одно и то же агрегатное состояние и отделенные от остальных частей поверхностями раздела. Система - совокупность фаз, находящихся в состоянии равновесия. Lk 2_ОМи. ТМ 1

Каждая система и ее фазы характеризуются термодинамическими параметрами: температурой, давлением, концентрацией компонентов. Компоненты - это вещества, химические индивиды, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз системы. Фазовый переход – переход вещества из одной фазы в другую при изменении внешних условий (температуры, давления, напряженности электрического поля и др. ). твёрдое вещество газообразное вещество жидкое вещество Lk 2_ОМи. ТМ 2

Характеристики агрегатного состояния вещества Состояние вещества Расположе ние частиц Движение частиц Форма газ нет закономерности хаос весь объем жидкость ближний порядок колебания твердое в-во дальний порядок все уравнове -шено форма сосуда сохраняет свою форму Лекция № 2 3

Газ - сравнительно малые силы межмолекулярного взаимодействия. Молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга, поэтому газы имеют большую сжимаемость. Их молекулы находятся в постоянном хаотическом движении, поэтому он равномерно заполняет весь объем, приобретая объем и форму сосуда. Жидкость -промежуточное положение между газами и твердыми веществами. Жидкости не имеют собственной формы, а приобретают форму сосуда. При данной температуре занимает определенный объем из-за сил взаимного притяжения отдельных молекул жидкости. Они размещаются значительно плотнее, поэтому очень малая сжимаемость всех жидкостей. В жидкости частицы сохраняют лишь ближний порядок. Ближний порядок неустойчив: он то возникает, то исчезает под действием тепловых колебаний. Твердое тело - построено из молекул, атомов и ионов, прочно связанных между собой. Порядок расположения атомов определенный, закономерный, силы взаимного притяжения и отталкивания уравновешены, и твердое тело сохраняет свою форму. Частицы твердого вещества не могут свободно перемещаться, они сохраняют взаимное расположение, совершая колебания около центров равновесия, поэтому для изменения объема и формы твердого вещества требуется усилие. Lk 2_ОМи. ТМ 4

Различают два состояния твердых веществ: — кристаллическое , — аморфное. Аморфные вещества - беспорядочно расположенные молекулы. Аморфные вещества плавятся в широком диапазоне температур. При нагревании они постепенно размягчаются, начинают растекаться и становятся жидкими. В зависимости от условий, при которых происходит переход из расплавленного состояния в твердое, одно и то же вещество можно получить как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Lk 2_ОМи. ТМ 5

Основные свойства материалов 1. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Коррозия - химическое разрушение металлов под действием на поверхность внешней агрессивной среды. Чем легче металл вступает в соединение с другими элементами, тем быстрее он разрушается. Жаростойкость или окалиностойкость – сопротивление металла окислению при высоких температурах. Жаропро чность — способность конструкционных материалов работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Lk 3_ОМи. ТМ 6

2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Цвет - способность металлов отражать световое излучение с определенной длиной волны. Плотность — количество вещества, содержащегося в единице объема, г/см 3: легкие (менее 4500 кг/м 2) и тяжелые. Температура плавления (К) - температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое: тугоплавкие металлы и легкоплавкие. Теплопроводность Вт/ (м К) - способность металлов передавать тепло от более нагретых к менее нагретым участкам тела. Теплоемкость Дж/К - способность металла при нагревании поглощать определенное количество тепла. Lk 3_ОМи. ТМ 7

Тепловое расширение - способность металлов увеличиваться в размерах при нагревании и уменьшаться при охлаждении. Тепловое расширение характеризуется коэффициентом линейного расширения где l 1 и l 2 длины тела при температурах t 1 и t 2. Коэффициент объемного расширения равен 3α. Электропроводность — свойство материалов проводить электрический ток, обусловленное наличием в них подвижных заряженных частиц — носителей тока. Электрическое сопротивление — свойство материалов как проводников противодействовать электрическому току, характеризуют удельным электрическим сопротивлением: где R— электрическое сопротивление; S— площадь поперечного сечения проводника; l — длина проводника. Cпособность намагничиваться — это способность металла создавать собственное магнитное поле либо самостоятельно, либо под Lk 3_ОМи. ТМ 8 действием внешнего магнитного поля.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА характеризуют восприимчивость материалов технологическим воздействиям при переработке в изделия, характеризуют способность металлов подвергаться обработке в холодном и горячем состояниях • Обрабатываемость резанием — комплексное свойство металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием и определяется по скорости, усилию резания и по чистоте обработки. • Свариваемость — способность металла давать доброкачественное соединение при сварке, характеризуется отсутствием трещин и других пороков в швах и прилегающих к шву зонах основного металла. • Ковкость — способность металлов и сплавов без разрушения изменять свою форму при обработке давлением. • Прокаливаемость — способность стали воспринимать закалку на определенную глубину от поверхности. Lk 3_ОМи. ТМ 9

Литейные характеристики материалов — способность металлов образовывать отливки без трещин, раковин и других дефектов. Жидкотекучесть — свойство расплавленного материала заполнять литейную форму. Литейная усадка — уменьшение объема расплава при переходе из жидкого состояния в твердое. Ликвация — неоднородность хим. состава сплавов, возникающая при их кристаллизации, обусловлена тем, что сплавы, в отличие от чистых металлов, кристаллизуются не при одной температуре, а в интервале температур. Lk 3_ОМи. ТМ 10

Технологические пробы Технологическими пробами называются испытания металлов, выполняемые несложными способами и без тщательного измерения наблюдаемых свойств. Испытания имеют целью выявить способность металла к тем или иным деформациям, которым он подвергается при работе или переработке в изделие. Технологические пробы: а — изгиб на определенный угол, б — изгиб до параллельности сторон, в — изгиб до соприкосновения сторон, г— на навивание, д — на сплющивание труб, е — на осадку. Lk 3_ОМи. ТМ 11