Неравновесное состояние кристалла

[yatcheh]

А общие рассуждения в физике никогда не работали - это не схоластика.

 

Хм...

 

Сначала, как уже говорил, монокристаллическая станет поликристаллической, а потом уже и расплавится.

Фононы, т.е. колебания решётки вызывают нелинейные явления - нарушения решётки, когда температура достаточна ( в вероятностном описании ). Как и всегда, те нарушения решётки будут взаимодействовать с волнами : рассеиваться, поглощаться и пр., тем самым способствуя росту тех возникших дефектов,- на некотором рубеже разрушения наступит плавление. Грани внешние, поэтому, конечно, имеют свои особенности при взаимодействии с фононами - больше вероятность возникновения там разрушений или меньше, нужно ещё доказать.

 

Ну, да, не схоластика. 

Изменено 3 Июля, 2017 в 18:45 пользователем yatcheh

[Хоббит)]

...При любой, более низкой температуре, идеальный бесконечный кристалл расплавить невозможно.

Это не правильно, я же уже приводил пример воды - шум в чайнике показывает, что в некоторой его области идёт интенсивное кипение - образование пузырьков пара.  И не важно в каком месте - можно сделать и в объёме те пузырьки, и на поверхности...

Так же и твёрдая и жидкая фазы - могут образовываться и исчезать в любом месте кристалла. 

По определению термина плавления будем считать, что кристалл расплавился, когда он утратил физические свойства кристалла - твёрдость, кристаллическую структуру, теплопроводность, скорость звука и прчие , и приобрёл свойства жидкости по тем же параметрам.

[yatcheh]

Это не правильно, я же уже приводил пример воды - шум в чайнике показывает, что в некоторой его области идёт интенсивное кипение - образование пузырьков пара.  И не важно в каком месте - можно сделать и в объёме те пузырьки, и на поверхности...

 

Важно в каком месте. На границе раздела фаз пузырёк образуется. В объёме жидкости - нет. И никакие фононы шума в чайнике тут не помогают.

[Хоббит)]

Так как у нас явные нелинейные явления, то нужно рассматривать фазный переход с позиции теории катастроф.

Важно в каком месте. На границе раздела фаз пузырёк образуется. В объёме жидкости - нет. И никакие фононы шума в чайнике тут не помогают.

Приколист... Можно определить фононы для жидкости или газа, но не будем усложнять себе жизнь.

Пузырёк может образоваться только внутри жидкости,- а как иначе-то? И в любом её месте - где перегреем ЛОКАЛЬНО ( как и в кристалле - локально поломаем идеальную решётку ), там и образуется. Только внешние к пузырьку ( дефекту решётки ) условия окружающей среды этот пузырёк "рассосут" или наоборот выбросят туда всю свою перегретость.

Таким образом речь в ж/г идёт о капиллярных силах - достаточно ли внешних сил, чтобы сделать работу по расширению пузырька против капиллярных сил. Так же и дефектом решётки - он-то возникнет, но есть ли энергия у тех фононов, чтобы на данном дефекте рассеять достаточно энергии для его роста.

Это всё - нелинейные явления.

[yatcheh]

Так как у нас явные нелинейные явления, то нужно рассматривать фазный переход с позиции теории катастроф.

 

Вы путаете кислое с мокрым. Неравновесность и нелинейность - это немного разные вещи.

 

Так же и твёрдая и жидкая фазы - могут образовываться и исчезать в любом месте кристалла. 

 

 

В идеальном бесконечном кристалле - не могут.

Изменено 3 Июля, 2017 в 18:57 пользователем yatcheh

[Хоббит)]

Маленький пузырёк ( смотрите формулу) создаёт большее давление - маленькому пузырьку сложно сопротивляться...

Вы путаете кислое с мокрым. 

А чё это сразу - путаю? Да, теория катастроф, да - нелинейность. Они все тут есть и хотят высказаться.

[yatcheh]

Маленький пузырёк ( смотрите формулу) создаёт большее давление - маленькому пузырьку сложно сопротивляться...

 

В маленьком пузырьке (смотрите формулу) - большое давление. Его образование тем менее вероятно, чем он меньше.

 

Вы меня все время пытаетесь столкнуть на обсуждение механизмов. Я же толкую только о термодинамике.

 

В толще идеального кристалла образование жидкой фазы (да - любой другой фазы, пусть даже тоже - кристаллической) связано с увеличением свободной энергии, поскольку образуется поверхность раздела фаз. Дельта, чёрт бы её побрал, G - больше нуля. С точки зрения термодинамики - это запрещённый процесс (точнее - скорость образования новой фазы меньше, чем скорость её исчезновения). В дислокациях (или на поверхности кристалла) имеется избыток свободной энергии, который компенсирует увеличение энергии при образовании новой фазы, и там её образование термодинамически возможно. Наконец, если температура кристалла достигает критической, при которой свободные энергии фаз не различаются - идёт переход во всём объёме.

 

В этих терминах, чисто термодинамических - есть какие-то возражения?

Изменено 3 Июля, 2017 в 19:18 пользователем yatcheh

[Хоббит)]

В маленьком пузырьке (смотрите формулу) - большое давление. Его образование тем менее вероятно, чем он меньше.

 

Вы меня все время пытаетесь столкнуть на обсуждение механизмов. Я же толкую только о термодинамике.

...

Вся физика и есть в рассуждениях о механизмах термодинамики.

С одной стороны давление больше : маленький пузырёк - это сила ! А с другой стороны, вероятность задействовать сразу много частиц для образования той неоднородности резко убывает с размером пузырька ( как и дефекта ). Значит маленькие будут возникать и исчезать в решётке постоянно, как флуктуации - и ничто им не может помешать. И только когда перегрев достигнет необходимой величины, то внешняя дефекту жидкость сможет его расширить в большой пузырь, который уже не сможет сопротивляться из-за размеров. Вот и возникает критерий уровня перегрева.

Как на том графике, который надоел... 

...В дислокациях (или на поверхности кристалла) имеется избыток свободной энергии, который компенсирует увеличение энергии при образовании новой фазы, и там её образование термодинамически возможно. Наконец, если температура кристалла достигает критической, при которой свободные энергии фаз не различаются - идёт переход во всём объёме.

 

В этих терминах, чисто термодинамических - есть какие-то возражения?

Ну, так и я то же самое писал вчера ( дефект "можно" сравнивать с новой фазой ) с тем же механизмом. Только я говорю о том, что величина дефекта  ( количество вовлечённых атомов) тоже определяет степень перегрева. И так же указываю на то, что совершенно не очевидно, что на поверхности будет условие лучше, чем во внутреннем дефекте - это нужно считать математически, или докажите другим способом ( кроме подсчёта ангелов на конце иглы ).

Если есть явление флуктуаций дефектов решётки, то должен быть шум "закипания" в кристаллах.

Такое явление есть - акустическая эмиссия назвали : http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/6648/1/thesis_tpu-2011-10.pdf

[yatcheh]

Вся физика и есть в рассуждениях о механизмах термодинамики.

С одной стороны давление больше : маленький пузырёк - это сила ! А с другой стороны, вероятность задействовать сразу много частиц для образования той неоднородности резко убывает с размером пузырька ( как и дефекта ). Значит маленькие будут возникать и исчезать в решётке постоянно, как флуктуации - и ничто им не может помешать. И только когда перегрев достигнет необходимой величины, то внешняя дефекту жидкость сможет его расширить в большой пузырь, который уже не сможет сопротивляться из-за размеров. Вот и возникает критерий уровня перегрева.

Как на том графике, который надоел... 

Ну, так и я то же самое писал вчера ( дефект "можно" сравнивать с новой фазой ) с тем же механизмом. Только я говорю о том, что величина дефекта  ( количество вовлечённых атомов) тоже определяет степень перегрева. И так же указываю на то, что совершенно не очевидно, что на поверхности будет условие лучше, чем во внутреннем дефекте - это нужно считать математически, или докажите другим способом ( кроме подсчёта ангелов на конце иглы ).

Если есть явление флуктуаций дефектов решётки, то должен быть шум "закипания" в кристаллах.

Такое явление есть - акустическая эмиссия назвали : http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/6648/1/thesis_tpu-2011-10.pdf

 

Всё это - частности, не отменяющие принципа. Вы не привели ни одного довода "против" в рамках чистой термодинамики. У вас опять - механизмы, скорости, и прочие частности. Ещё раз повторю - это частности, касающиеся конкретного кристалла в конкретных условиях. Меня абсолютно не интересует скорость накопления критической массы дислокаций в конкретном кристалле. Я говорил только о термодинамическом подобии перегретого кристалла и перегретой жидкости. Вы же мне упорно пытаетесь доказать, что реальный перегретый кристалл всё равно расплавится. Да я и сам это знаю!

 

По-моему тема себя исчерпала.

Вся физика и есть в рассуждениях о механизмах термодинамики.

 

 

Вы меня извините, но это - оксюморон.

[Хоббит)]

Всё это - частности,...

Вы меня извините, но это - оксюморон.

1 - меня так учили.

2 - я старался ответить равноценно.

Изменено 3 Июля, 2017 в 20:01 пользователем Хоббит)