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henry24

银虫 (小有名气)

[求助] 高温下的晶型变换是吸热还是放热？

请问一下，无机固体晶体在高温下的晶型变化，一定是朝放热的方向吗？普遍认为晶体结构的重排一定是按照重排后的物质能量变小，那么在重排过程中发生的相变就是释放能量，也就是放热的过程吗？比如在高温下由a-氧化铝晶体变y-氧化铝晶体，是放热还是吸热的现象？另外固溶体在高温烧结的过程中也容易产生不同比例的固溶体而对应的不同晶型。

我目前在研究铈锆固溶体的工作，在做TG-DSC时，700多度观察到有一个较小的吸热峰，但是不知道该如何解释。按道理，晶体重排是不断释放能量的过程，如果这里产生了新的晶相，不是应该朝着放热的方向吗？跪求高人指点。
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1楼 2013-11-08 23:31:30
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wenti1695

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
吸热的情况较多。要不为何加热到高温才发生相变？
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2楼2013-11-09 01:23:10
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zwu911

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
楼主认为的“晶体结构的重排一定是按照重排后的物质能量变小，那么在重排过程中发生的相变就是释放能量，也就是放热的过程” 是不对的。你把概念弄混了。
相变是朝能量小的方向进行，这是对的，但是这个能量只的想系统的吉布斯自由能G。所以从状态一（G1)到状态二（G2)发生相变的临界条件就是
ΔG=G2-21=0。
G=H-TS.
ΔG=(H2-H1)-T(S2-S1)。这里的ΔH=H2-H1才是我们通常所说的所释放货吸收的能量。ΔH<0 就是放热，>0就是吸热。
所以相变条件是
ΔH=H2-H1=T(S2-S1)。
热力学第二定律告诉我们，一个体系的熵值总是增加的，因此S2-S1必定大于0.
所以ΔH=H2-H1也就>0
因此是吸热的。
有点啰嗦，希望有帮助。
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3楼2013-11-09 02:04:57
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zwu911

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
henry24: 金币+10, ★★★★★最佳答案, 对，我这几天有在研究吉布斯能和熵值的问题，想到的解释跟你的答案差不多，也确信了我的解释，谢谢！ 2013-11-13 09:24:30
不好意思，上述解释出现错误。熵值必定增加是对于一个完全封闭的体系而言，而我们通常所研究的体系是不封闭的，所以这个熵值是很复杂的。存在很多从无序到有序的相变，这样熵值就减小了，比如行程金属件化合，比如从液相到固相这些。
所以对于这个反应是吸热还是放热，对于不同的反应是不同的。
再次抱歉。！！
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4楼2013-11-09 02:38:16
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
henry24: 金币+5, ★有帮助, 多谢确认！ 2013-11-13 09:25:32
引用回帖:
3楼: Originally posted by zwu911 at 2013-11-08 19:04:57
楼主认为的“晶体结构的重排一定是按照重排后的物质能量变小，那么在重排过程中发生的相变就是释放能量，也就是放热的过程” 是不对的。你把概念弄混了。
相变是朝能量小的方向进行，这是对的，但是这个能量只的想 ...

这个解释是对的，量热是enthalpy，而entropy部分并没有考虑进去。总的gibbs energy肯定是变小，但是不一定enthalpy也变小
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我思故我在
5楼2013-11-11 23:01:22
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