TRANSICIONES DE FASE - ifuap
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong><br />
Variando parámetros el sistema transita a un estado completamente diferente, sus<br />
propiedades físicas cambian: hay una transición de fase.<br />
Física estadística II, Verano 2010 Minerva González Melchor<br />
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Diagrama de fases (PVT) de una sustancia pura<br />
• sólido, líquido, vapor<br />
(una fase homogénea)<br />
• en + coexisten dos<br />
fases en equilibrio<br />
• cuando una línea<br />
sólida se cruza ocurre<br />
una transición de fase<br />
• cruzar línea de sólido:<br />
coexistencia<br />
sólido+líquido<br />
• en cada fase la<br />
sustancia tiene<br />
propiedades muy<br />
diferentes las<br />
propiedades físicas<br />
cambian abruptamente<br />
• isotermas: líneas<br />
punteadas<br />
• isoterma crítica,<br />
punto crítico, punto<br />
triple<br />
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Proyecciones del diagrama en el plano (P,T)<br />
-región L+G curva de vaporización<br />
-región S+G curva de sublimación<br />
-región S+G curva de fusión<br />
-línea del punto triple un sólo punto<br />
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Proyecciones del diagrama en el plano (T,rho)<br />
T<br />
Tc<br />
G<br />
L+G<br />
Curva de coexistencia<br />
ρc<br />
L<br />
V<br />
-Para TTc, comprimiendo y<br />
entonces enfriando a T
Física estadística II, Verano 2010 Minerva González Melchor<br />
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong><br />
sólido (cristal) líquido<br />
líquidos separados líquidos mezclados<br />
plasma<br />
Variando parámetros (P,V,T,B,E), el sistema experimenta<br />
cambios de una fase a otra: transición de fase.<br />
Fases: sólido, líquido, gas, plasma, superconductor, superfluido,<br />
ferromagnetos, antiferromagnetos.<br />
Las propiedades en cada fase son diferentes.<br />
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong><br />
Material magnético: sistema que posee un campo<br />
magnético.<br />
Magneto permanente: campo magnético intrínseco.<br />
Electromagneto: una corriente eléctrica genera un<br />
campo magnético en el y a mayor corriente mayor<br />
campo.<br />
Fase paramagnética: si los átomos tienen momento<br />
dipolar permanente y en la ausencia de campo están<br />
orientados al azar.<br />
Fase ferromagnética: después de retirar el campo, la<br />
magnetización permanece.<br />
Cristales líquidos<br />
Exhiben diferentes fases estructurales dependiendo de<br />
cómo se orienten los ejes de las moléculas<br />
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong> EN MATERIA CON<strong>DE</strong>NSADA SUAVE<br />
Diversas morfologías<br />
Solución ternaria:<br />
agua + tensoactivo + aceite<br />
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong> EN MATERIA CON<strong>DE</strong>NSADA SUAVE<br />
Figure 3 |<br />
Monodisperse<br />
colloidal nanocrystals<br />
synthesized under<br />
kinetic size control. a,<br />
Transmission electron<br />
microscopy (TEM)<br />
image of CdSe<br />
nanocrystals. b, TEM<br />
image of cobalt<br />
nanocrystals. c, TEM<br />
micrograph of an AB13<br />
superlattice of -Fe2O3<br />
and PbSe<br />
nanocrystals. The<br />
precise control on the<br />
size distributions of<br />
both nanocrystals<br />
allows their selfassembly<br />
into ordered<br />
three-dimensional<br />
superlattices. Scale<br />
bars, 50 nm. Reprinted<br />
from ref. 27.<br />
Coloides<br />
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<strong>TRANSICIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>FASE</strong><br />
Función de partición canónica<br />
Z(<br />
,<br />
V , T )<br />
∑ −β<br />
= e<br />
r<br />
Energía libre de Helmholtz F( ,<br />
V , T ) = −kBT<br />
ln Z(<br />
,<br />
V , T )<br />
Potenciales termodinámicos<br />
energía<br />
F = F(<br />
,<br />
V , T ) = E −TS<br />
dF = −SdT<br />
− PdV + μd<br />
energía libre de Helmholtz<br />
E = E(<br />
S,<br />
V , )<br />
dE = TdS − PdV + μd<br />
energía libre de Gibbs<br />
G = G(<br />
T,<br />
P,<br />
)<br />
= F + PV = μ<br />
dG = −SdT<br />
+ VdP + μd<br />
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⇒<br />
E r<br />
S<br />
- suma sobre estados con energía Er<br />
∂G<br />
= −<br />
∂T<br />
Todas las propiedades<br />
termodinámicas se<br />
obtienen diferenciando<br />
la energía libre<br />
P,<br />
<br />
∂F<br />
= −<br />
∂T<br />
usar G o usar F es equivalente<br />
V , <br />
Transición de fase:<br />
singularidad en la energía<br />
libre o en una de sus<br />
derivadas<br />
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