Зміна фазового стану речовини
Зміна фізичного стану тіла при зміні температури. Виділення прихованої теплоти затвердіння або плавлення на поверхні фазового переходу. Умови виконання теплового балансу. Процес замерзання води. Умови на межі замерзання. Алгоритм пошуку рішення.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.11.2013 |
| Размер файла | 140,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Постановка задачі
При зміні температура тіла змінюється фізичний стан, зокрема при переході температури через точку плавлення - перехід із рідкої фази у тверду або навпаки.
На поверхні фазового переходу відбувається виділення прихованої теплоти затвердіння або плавлення.
Розглянемо задачу, коли поверхнею розділення фаз є площина . За час межа переміститься з точки до точки . При цьому відбувається затвердіння маси (або плавлення ) і виділяється певна кількість тепла .
Для виконання теплового балансу ця кількість тепла повинна дорівнювати різниці кількості тепла, що пройшла через межі .
Згідно із законом Фур'є , отримаємо:
,
де - прихована теплота плавлення.
Перейдемо до границі в (1) при
- умова Стефана
Розглянемо процес замерзання води. Розглядатимемо масу води , яка обмежена з одного боку площиною .
Якщо на поверхні весь час підтримується стала температура , то межа замерзання буде проникати з часом у глибину рідини.
Дана задача зводиться до розв'язання системи рівнянь:
Додаткові умови:
Умови на межі замерзання:
- коефіцієнти теплопровідності і температуропровідності твердої і рідкої фази.
Алгоритм знаходження розв'язку
Шукаємо розв'язок задачі автомодельного вигляду.
- сталі, - інтеграл похибок, який обчислюється за формулою
Для обчислення сталих будемо задовольняти умови (3) - (5).
Поставимо значення з (6) в умови (3) і отримаємо:
Поставивши і значення з (6) в умови (4), отримаємо:
зміна фазовий стан речовина
Останні умови повинні виконуватись для . Це можливо лиш тоді, коли .
З умов (7) - (8) нам потрібно виразити коефіцієнти . Спочатку виконаємо такі обчислення:
З (8) маємо (*)
З (8) маємо (**)
З (7) маємоПоклавши знайдений результат з (**), для отримаємо
Отже, для сталих випишемо їхні отримані значення і будемо мати таку систему:
Проте ми також отримали нову невідому величину . Тому для її знаходження нам потрібно ще одне рівняння. Його отримаємо, поставивши значення з (6) в умови (5). Будемо мати:
Щоб обчислити таку рівність, обчислимо спочатку значення .
Аналогічно можна обчислити, що
Отже, повернувшись до (10) та використавши обчислення (11), (12) будемо мати:
Щоб отримати рівняння для , потрібно в рівність (13) поставити значення сталих із системи (9).
Розв'язок цього трансцендентного рівняння дасть значення .
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Визначення об’ємного напруженого стану в точці тіла. Рішення плоскої задачі теорії пружності. Епюри напружень в перерізах. Умови рівноваги балки. Рівняння пружної поверхні. Вирази моментів і поперечних сил. Поперечне навантаження інтенсивності.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 10.12.2010Залежність коефіцієнт теплового розширення води та скла від температури. Обчислення температурного коефіцієнту об'ємного розширення води з врахуванням розширення скла. Чому при нагріванні тіла розширюються. Особливості теплового розширення води.
лабораторная работа [278,4 K], добавлен 20.09.2008Електрофізичні властивості гранульованих плівкових сплавів в умовах дії магнітного поля. Дослідження електрофізичних властивостей двошарових систем на основі плівок Ag і Co, фазового складу та кристалічної структури. Контроль товщини отриманих зразків.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 08.07.2014Принцип роботи, конструкція та галузі використання просвітлюючих електронних мікроскопів. Дослідження мікроструктурних характеристик плівкових матеріалів в світлопольному режимі роботи ПЕМ та фазового складу металевих зразків в дифракційному режимі.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 25.01.2013Фазові перетворення та кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень, стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію, особливості динаміки переходів. Розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 14.02.2010Загальні вимоги до монтажу електропроводок. Технологічний процес виконання прихованої електропроводки. Розмітка трас електричних мереж. Виконання пробивних робіт плоскими дротами. Нормування, правила техніки безпеки при монтажу освітлювальних мереж.
реферат [1,4 M], добавлен 26.06.2010Фазові перетворення, кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень. Стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію. Динаміка переходів цирконію, розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 02.02.2010Густина речовини і одиниці вимірювання. Визначення густини твердого тіла та рідини за допомогою закону Архімеда та, знаючи густину води. Метод гідростатичного зважування. Чи потрібно вносити поправку на виштовхувальну силу при зважуванні тіла в повітрі.
лабораторная работа [400,1 K], добавлен 20.09.2008Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015Явище інерції і фізиці. Інертність як властивість тіла, від якої залежить зміна його швидкості при взаємодії з іншими тілами. Поняття гальмівного шляху автомобіля. Визначення Галілео Галілеєм руху тіла у випадку, коли на нього не діють інші тіла.
презентация [4,0 M], добавлен 04.11.2013
