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