TRANSICIONES DE FASE Punto eutéctico en mezclas binarias Temperatura de Curie en sistemas...

TRANSICIONES DE FASEPunto eutéctico en mezclas binarias

Temperatura de Curie en sistemas magnéticos

Abderramán Amr ReyFernando Hueso González

Laboratorio de TermodinámicaCampus de Burjassot

2º Física – UVEG5 de marzo de 2009

2

FASES DE UN SISTEMA Fases

– Estados de agregación

• Sólido

• Líquido

• Gaseoso

– Propiedades magnéticas, conductividad eléctrica, térmica, fluidez, etc.

Diagrama de fase – Espacio de configuraciones termodinámicas

– Variables independientes – Grados de libertad

– p,T

– p,v

– µ,T

Transición de fase

– De primer orden

– De orden superior

3

Regla de fases de Gibbs

P+F=C+2

C = nº componentes del sistema

P = nº de fases en el equilibrio

F = nº de grados de libertad

DIAGRAMAS DE FASE

4

TRANSICIÓN DE FASE Interés teórico y experimental

dG=-SdT+Vdp+μdn De primer orden

– Derivadas discontinuas (cp, V)

– Líneas de saturación

– Calor latente dQ=Ldn

– Equilibrio de distribución De orden superior

– 1as derivadas continuas (S,V,μ)

– Divergencias y discontinuidaden segundas derivadas

– Anomalías cp, α, χm

– Transición de tipo λ

• Punto crítico (sust. puras)

• He-II He-I

5

FASES EN EQUILIBRIO METAESTABLE Subfusión

Estado de equilibrio termodinámico

Evolución espontánea con el tiempo

6

EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR Curvas liquidus y vapor

Línea solidus

7

PROPIEDADES COLIGATIVAS EN MEZCLAS

8

PUNTO EUTÉCTICO – MEZCLA FRIGORÍFICA

Δtc=kcm

9

PUNTO EUTÉCTICO Mezcla Sn+Bi

Diagrama de fases de un sistema binario

10

FerromagnéticoParamágnético (transición de orden superior)

Susceptibilidad magnética – capacidad calorífica divergen

PROPIEDADES MAGNÉTICAS

11

Punto crítico, zona supercrítica

Teoría de Landau

Temperatura de Curie

TRANSICIÓN FERRO PARAMAGNÉTICAH>0

H=0

12

Punto eutéctico

La teoría nos proporciona el comportamiento de la muestra teniendo en cuenta

• Mezcla binaria

• Variamos T con P=cte

• Paso de líquido a sólido

• Solidifican por separado

13

Usando:

• Mechero

• 8 muestras con concentraciones diferentes

• Termopar conectado a un registrador gráfico

Voltaje en función del tiempo

14

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

400

450

500

550

xSn

T (

K)

TN

TE

15

Temperatura de Curie de la aleación monel

Paso de ferromagnético a paramagnético

Si sometemos el monel a un campo magnético externo:

Transición de fase de orden superiorno observable

0TM

La curva está relacionada con Tc

16

Para calcular M usamos dos bobinas y un baño termostático al estar M relacionado con el voltaje que recoge la Bobina B 0B H M

Como indM V V

17

223C ind

ind

Ct t C V V

V V

10 20 30 40 50 60 70

20

30

40

50

60

70

80

Vind (mV)

t (ºC

)

tc = 22,9 ± 0,6 ºC

• Guión de prácticas del Laboratorio de Termodinámica, 2º de Física, UVEG, 2008

• Apuntes de Termodinámica, José A. Manzanares, 2007• Apuntes de Termodinámica, Javier Garrido – Dpto.

Termodinámica

Dirección de contacto:ferhue)a(alumni.uv.es

abamrey)a(alumni.uv.es

http://mural.uv.es/ferhue

BIBLIOGRAFÍA

TRANSICIONES DE FASEPunto eutéctico en mezclas binarias

Temperatura de Curie en sistemas magnéticos

Abderramán Amr ReyFernando Hueso González

Laboratorio de TermodinámicaCampus de Burjassot

2º Física - UVEG