химический каталог




Технология полупроводникового кремния

Автор Э.С.Фалькевич, Э.О.Пульнер, И.Ф.Червоный, Л.Я.Шварцман и др.

се превращения 1 моля вещества. Правило Ричардсона выполняется менее строго, чем правило Труттона. Это связано с тем, что при испарении твердое тело переходит из упорядоченного состояния в полностью неупорядоченное. При переходе из твердого в жидкое состояние (плавление) в различных жидкостях порядок частично сохраняется.

Энтропия плавления показывает, какая часть тепла поглотилась при нарушении порядка в расположении атомов. Это значит, что дополнительный беспорядок в жидком состоянии требует затраты кинетической энергии (тепла). Следовательно, энтропию можно представить как кинетическую энергию, затрачиваемую на поддержание беспорядка. При этом надо твердо помнить, что это не беспорядок в расположении частиц, а беспорядок в их движении.

Если частицы движутся, соблюдая полный порядок, так, что каждая из них все время движется по одной и той же траектории, энтропия равна нулю, И если частицы независимо от взаимного пространственного расположения пребывают в состоянии покоя, то и в этом случае

35

энтропия равна нулю. Это обусловлено законом Нернста - при абсолютном нуле энтропия любого тела равна нулю. Если энтропия - это часть кинетической энергии поступательного движения, которая затрачивается на поддержание беспорядочного движения, то совершенно очевидно, что не все тепло, которое подводится к системе, можно преобразовать в работу.

Допустим, в цилиндре с поршнем находится газ. Если нагреть этот газ, то в цилиндре увеличится давление и поршень сможет произвести некоторую полезную работу. Микроскопически это связано с тем, что молекулы приобретают дополнительную кинетическую энергию и с большей энергией ударяются о днище поршня. Если бы все молекулы двигались упорядоченно, то вся дополнительная энергия превратилась бы в работу. Но движение молекул хаотично. Часть молекул, забирая дополнительную энергию, просто увеличивает хаотичность движения. И чем выше температура, тем хуже порядок в структуре тела, больше тепла забирает беспорядок в движении. Это количество тепла, приходящееся на один градус, и есть энтропия. Более точно энтропия - это та часть тепла, которая идет на преодоление потенциальной энергии межатомного взаимодействия. Поэтому полезная работа F, выполняемая системой за счет внутренней энергии системы Е, определяется соотношением: F = E - TAS.

Это основное соотношение термодинамики, которое называется ее вторым началом.

Термодинамика основывается на всеобщем законе сохранения энергии. Ее главная задача - установить взаимосвязь между внешними параметрами системы (температурой, давлением, концентрацией) и превращением одних видов энергии в другие. При этом она пользуется параметрами, которые являются усредненными характеристиками движения и взаимодействия огромных количеств частиц. Ее законы действительны именно для таких систем, поведение которых определяется как результат движения и взаимодействия этих частиц.

Полезная работа - это фактически часть внутренней энергии, которую в тех или иных условиях можно преобразовать в кинетическую (тепловую) энергию поступательного движения. Обычно ее называют свободной энергией. Из двух значений свободной энергии при данном значении параметра система стремится перейти в состояние с меньшим ее значением.

Большая часть термодинамического анализа поведения систем и сводится к определению направления процесса перехода. Рассмотрим процесс плавления твердого тела. Изменение свободной энергии при нагреве в соответствии с формулой FT = Ет - ТА ST иллюстрирует рис. 12, кривая /. С увеличением температуры Т увеличивается и беспорядок А 5г. Поэтому, несмотря на то, что Бттоже увеличивается, FT в целом уменьшается.

36

РИС 12. Зависимость свободной энергии от температуры РТ в твердом (1) и жидком (2) состояниях вещества

Это можно легко доказать, взяв производную по Т для небольших изменений Т; Е «S можно считать постоянными, тогда д Eld Т = -S. Следовательно, F(T) с увеличением Т должна уменьшаться. Кроме того, кривая должна быть выпуклой вверх.

Изменение свободной энергии вещества в жидком состоянии также показано на рис. 12 (кривая 2). Вещество плавится в точке Тпд, следовательно, эта точка и является местом пересечения обеих кривых. Слева от точки Тпл более устойчиво твердое состояние, а справа от нее -жидкое.

Температура плавления является точкой, в которой выполняется динамическое равновесие между жидкой и твердой фазами. Количество тепла, которое поглощается при плавлении: In = (Sx - ST) ТУш.

Для того чтобы понять причины затвердевания и конденсации, обратимся снова к молекулярно-кинетическим представлениям о строении вещества. И в первую очередь к причинам теплового расширения жидких и твердых тел.

Как уже указывалось, силы межатомного взаимодействия имеют асимметричный характер, т.е. силы отталкивания увеличиваются с уменьшением межатомного расстояния гораздо быстрее, чем силы притяжения. В точке равновесия г0 силы притяжения уравновешиваются силами отталкивания (см. рис. 1). При этом потенциальная энергия взаимодействия становится

страница 6
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

Скачать книгу "Технология полупроводникового кремния" (4.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
взять проектор в аренду южный округ москвы
Фирма Ренессанс: чугунная винтовая лестница - качественно и быстро!
кресло spring
Магазин КНС Нева предлагает APC SC420I - в розницу по опту в КНС СПБ !

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)