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1、材料热力学第三章第1页，本讲稿共24页第一节第一节吉布斯自由能函数吉布斯自由能函数G=f(T,P)dG=-SdT+VdP第三章衡压下，不可逆自发：衡压下，不可逆自发：讨论衡压时S与T的关系第2页，本讲稿共24页第三章dH=CpdT取298K下稳定状态纯组元的焓为零298k讨论衡压时H与T的关系0第3页，本讲稿共24页第三章G=H-TS,综合H、S与T关系，可得出G与T的关系讨论G与T的关系表明表明GT曲线是凸的曲线是凸的另外，另外，表明表明GT曲线处处连续，处处曲线处处连续，处处为负，斜率为负为负，斜率为负第4页，本讲稿共24页第三章液固相变的液固相变的GT关系曲线，衡压关系曲线，衡压G=H-
2、TS=U+PV-TS=U即即GL=UL，Gs=Us由于由于ULUs，所以，所以GLGsTTm时时GL=Gs因为因为T升，升，S升，升，TS升，则升，则G降降由于液相原子排列更混乱，由于液相原子排列更混乱，SLSs,TSLTSs,GL的下降比的下降比Gs的快，的快，因而因而GL、Gs两条曲线在一定温度两条曲线在一定温度下相交，下相交，L、S处于平衡状态处于平衡状态GL液态或固态的体积；相变潜热液态或固态的体积；相变潜热H因温度因温度而改变，而改变，Cp与与T无关时，无关时，C为常数，此为为常数，此为C-C方程的又一形式，用于方程的又一形式，用于Cp不因温度而不因温度而改变的情况。改变的情况。代入
3、代入第17页，本讲稿共24页vC-C方程应用方程应用适用于一级相变：适用于一级相变：V0时，加压时可使固体（如时，加压时可使固体（如冰）在较低温度下熔化；冰）在较低温度下熔化；V0,H0时，即一般金属凝固时，时，即一般金属凝固时，增加压强可使金属的凝固点升高。增加压强可使金属的凝固点升高。第三章第18页，本讲稿共24页第四节第四节Ehrenfest方程方程适用于二级相变适用于二级相变基本方程：基本方程：第三章另一种表示形式：一定的温度、压力下达平衡时，等压膨胀系数，等压膨胀系数，等温压缩系数等温压缩系数第19页，本讲稿共24页第五节第五节超导态转变超导态转变v超导态转变的含义：降低到一定温度时
4、，其电阻会突然消失。超导态转变的含义：降低到一定温度时，其电阻会突然消失。1911年，年，Onnes观察观察Hg的电阻时发现的。的电阻时发现的。v低温的获得：去磁致冷技术低温的获得：去磁致冷技术v超导态转变为二级相变超导态转变为二级相变第三章第20页，本讲稿共24页v低温的获得：去磁致冷技术低温的获得：去磁致冷技术将试样置于液氦浴中，降温，然后加强磁场，此时将试样置于液氦浴中，降温，然后加强磁场，此时试样维持恒温，然后在绝热条件下去除磁场，试样温度试样维持恒温，然后在绝热条件下去除磁场，试样温度可进一步下降到低于液氦温度。可进一步下降到低于液氦温度。第三章H0是绝对零度时，破坏超导态所需施加的
5、磁场强度。Hc和Tc是出现超导态时的临界磁场强度和临界温度。第21页，本讲稿共24页v超导态转变为二级相变超导态转变为二级相变dG=-SdT-MdHM磁化强度磁化强度理想的超导体，处于超导态理想的超导体，处于超导态s时，磁感应强度时，磁感应强度B为零为零第三章临界温度时，dGs=dGn，n表示普通态-SsdT-MsdHc=-SndT-MndH,普通态的Mn很小-SsdT-MsdHc=-SndT-SsdT+HcdHc=-SndT(Sn-Ss)dT=-HcdHc第22页，本讲稿共24页第三章转变潜热：T=0或Hc=0时，转变潜热为0，Sn=Ss说明在临界点从普通态转变为超导态时，熵是连续的，为二级相变。第23页，本讲稿共24页第三章在从另一个角度，即自由能的二阶偏导即热容不连续(Sn-Ss)dT=-HcdHc因为因为T=Tc时，时，Hc=0，代入上式，代入上式Cn-Cs不等于不等于0表示超导态的热容和普通态不同，在相变时有突变表示超导态的热容和普通态不同，在相变时有突变第24页，本讲稿共24页