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二、 请用热力学原理,说明金属固体熔化为液体不需过热,而从液体结晶为固体时,必须过冷

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/23 15:39:46
二、 请用热力学原理,说明金属固体熔化为液体不需过热,而从液体结晶为固体时,必须过冷
这个过热不知指热处理啊
现在分析当液相向固相转变时,单位体积自由能的变化△Gv=Gs-GL,由公式:△G=△H-T△S可知:
△Gv=Hs-TSs-(HL-TSL)=Hs-HL-T(Ss-SL)=-(HL-Hs)-T△S
式中:HL-Hs=△Hf为熔化潜热,且△Hf>0因此:
△Gv=-△Hf-T△S 结晶温度T=Tm时,△Gv=0,即△Hf=-Tm△S,此时:△S=-△Hf/Tm
结晶温度T<Tm时,由于△S的变化很小,可视为常数.将上式的△S带入△G=-△Hf-T△S得:
△Gv=-△Hf+T△Hf/Tm=-△Hf(Tm-T)/Tm=-△Hf△T/Tm
可见,只有△T>0时才能满足结晶所需的热力学条件.过冷度越大自由能差越大,结晶速度越快.