相變
概述
相變(changes of phase)是系統(tǒng)中的物質(zhì)從一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的過(guò)程。當(dāng)溫度(或比容)、壓力發(fā)生改變時(shí),可以引起相變。固體相經(jīng)過(guò)加熱,可以變?yōu)橐后w相,這種過(guò)程稱為融解,相反過(guò)程稱為凝固;從液體相變?yōu)闅怏w相的過(guò)程稱為蒸發(fā),相反的過(guò)程稱為凝結(jié);固體相不經(jīng)過(guò)液體相而直接變?yōu)闅怏w相的過(guò)程稱為升華,相反過(guò)程稱為凝華。水在作相變時(shí),必定會(huì)釋放或吸收熱量,稱此為潛熱,按相交特點(diǎn),分別有凝結(jié)(蒸發(fā))潛熱,凝華(升華)潛熱,凝固(融解)潛熱等。在0℃時(shí),一克水的凝結(jié)、凝華與凝固的潛熱分別為:2484.0J,333. 7J, 2834. 5J。在積云對(duì)流過(guò)程中,有大量的凝結(jié)潛熱釋放,它是引起中小尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的一種主要能源,也是引起大尺度天氣形勢(shì)變化的主要因于。
相變時(shí),如體積變化并伴有相變潛熱,則稱為一級(jí)相變。例如單元系固、液、氣三相的相互轉(zhuǎn)變或幾個(gè)固相間的相互轉(zhuǎn)變皆屬一級(jí)相變。另一類(lèi)相變,在相變時(shí)體積不發(fā)生變化,也不伴有相變潛熱,只是熱容量、膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)這三者發(fā)生突變,這類(lèi)相變稱為二級(jí)相變。例如,鐵磁性物質(zhì)在溫度升高時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判晕镔|(zhì);氦在溫度降低時(shí)由正常氦轉(zhuǎn)變?yōu)槌餍院さ取?
