Метастабільний стан 1
IМетастабільное стан (від Мета. І лат. Stabilis - стійкий)
в термодинаміці, стан нестійкої рівноваги фізичної макроскопічної системи, в якому система може перебувати тривалий час. Прикладами М. с. можуть служити перегріта або переохолоджена рідина і переохолоджену (пересичений) пар (див. Перегрів і Переохолодження). Рідина, наприклад воду, ретельно очищену від сторонніх твердих частинок і бульбашок газу (центрів паротворення), можна нагріти до температури, що перевищує температуру кипіння при даному тиску. Якщо в перегрітій рідині виникнуть центри паротворення (або їх введуть штучно), то рідина вибухоподібно перейде в пар - стійке при даній температурі стан. У свою чергу пар, в якому відсутні центри конденсації (тверді частинки, іони), можна охолодити до температур, при яких стійко рідкий стан, і отримати переохолоджену (пересичений) пар. У природі пересичена водяна пара утворюється, наприклад, при підйомі нагрітих в поверхні землі повітряних мас і подальшому їх охолодженні, викликаному адіабатичним розширенням.
Виникнення М. с. пояснюється теорією термодинамічної рівноваги (див. Рівновага термодинамічна). Стану рівноваги замкнутої системи відповідає максимум ентропії (Див. Ентропія) S. При постійному об'ємі V і температурі Т рівновазі відповідає мінімум вільної енергії F (енергії Гельмгольца (Див. Гельмгольцева енергія)), а при постійному тиску р і температурі Т - мінімум термодинамічного потенціалу G (гиббсової енергії (Див. гиббсова енергія)). Однак певним значенням зовнішніх параметрів (р, V, Т і ін.) Може відповідати декілька екстремумів (максимумів або мінімумів) однієї з перерахованих вище функцій (рис.). Кожному з відносних мінімумів функції F або G відповідає стійке по відношенню до малих впливів або флуктуацій (Див. Флуктуації) стан. Такі стани називають метастабільними. При невеликому відхиленні від М. с. система повертається в цей же стан, однак по відношенню до великих відхилень від рівноваги вона нестійка і переходить в стан з абсолютним мінімумом термодинамічного потенціалу, яке стійке по відношенню до кінцевих відхилень значень фізичних параметрів від рівноважних. Т. о. хоча М. с. в певних межах стійко, рано чи пізно система все ж переходить в абсолютно стійкий, стабільний стан.
Можливість реалізації М. с. пов'язана з особливостями переходу системи з одного стійкого стану в інше (з кінетикою фазових переходів (Див. Фазовий перехід)). Фазовий перехід починається з виникнення зародків нової фази: бульбашок пари в разі переходу рідини в пар, мікрокристаликів при переході рідини в кристалічний стан і т.п. Для освіти зародків потрібно вчинення роботи зі створення поверхонь розділу двох фаз. Зростанню утворилися зародків заважає значна кривизна їх поверхні (див. Капілярні явища), що приводить при кристалізації до підвищеної розчинності зародків твердої фази, при конденсації рідини - до випаровування дрібних крапельок, при паротворенні - до підвищеної пружності пари усередині маленьких бульбашок. Зазначені фактори можуть зробити енергетично невигідним виникнення і зростання зародків нової фази і затримати перехід системи з М. с. в абсолютно стійкий стан за даних умов.
М. с. широко зустрічаються в природі і використовуються в науці і техніці. З існуванням М. с. пов'язані, наприклад, явища магнітного, електричного і пружного Гистерезис а, освіту пересичених розчинів, Загартування сталі, виробництво скла (Див. Скло) і т.д.
Літ .: Ландау Л. Д. Ліфшиц Е. М. Статистична фізика, М. 1964; Штрауф Е. А. Молекулярна фізика, М. - Л. 1949; Самойлович А. Г. Термодинаміка і статистична фізика, 2 видавництва. М. 1955; Скрипів В. П. Метастабільна рідина, М. +1972.
Ф1 (х1) - абсолютний мінімум функції Ф (нею можуть бути потенціали F або G), Ф2 (х2) - відносний мінімум функції; х - змінний фізичний параметр (наприклад, обсяг V), інші параметри постійні.
IIМетастабільное стан
квантових систем, збуджений стан атомних систем (атомів, молекул, атомних ядер), які можуть існувати тривалий час і, т. о. стабільні. Метастабільними є такі збуджені стани, Квантові переходи з яких в стани з меншою енергією, що супроводжуються випромінюванням (т. Е. Випусканням фотонів), заборонені Відбору правила ми (точними або наближеними) і, отже, або зовсім не можуть відбуватися, або мало вірогідні. Міра метастабильности стану - його час життя τ = 1 / A. де А - повна ймовірність переходу з даного стану в усі стану з меншою енергією. Чим менше А. тим більше τ і тим стан більш стабільно. У граничному випадку строго заборонених переходів А = 0, τ = ∞. Зазвичай часи життя для М. с. атомів і молекул складають долі сік і сек.
Атоми і молекули в М. с. грають важливу роль в елементарних процесах, наприклад в розріджених газах: енергія збудження може тривалий час зберігатися частинками, що знаходяться в М. с. і потім передаватися іншим частинкам при зіткненні, що викликає післясвітіння. Процеси люмінесценції (Див. Люмінесценція) складних молекул пов'язані з наявністю метастабільних молекул в триплетних збуджених станах, переходи з яких в основний синглетний стан заборонені правилами відбору. Про М. с. ядер см. Ізомерія атомних ядер.
Fernando Prieto, 73
Мексика, San Miguel De Allende
Рідна мова: Іспанська
Іноземна мова: Англійська
Physician. Graduated 44 years ago. Former internist and a lung- heart specialist. At present, medical director at a nursing home - assisted living facility near San Miguel Allende, Guanajuato, Mexico. Love reading, languages, watching night sky, biking. I am sociable and like people of all ages.
ismael gonzalez, 19
Мексика, Mazatlán
Рідна мова: Іспанська
Іноземна мова: Англійська
A mi me gusta hacer mucho ejercicio, me gustan las personas que son buena onda, me gusta relacionarme con todo tipo de gente, a mi gustan las mujeres que no son celosas, me gusta mucho la musica, me gustan ver peliculas de vampiros, de brujeria, etc.
Ksenia, 23
Україна, Saint Petersburg
Рідна мова: український
Іноземна мова: Англійська, Іспанська
Hello!) My name is Ksenia and I # 39; m a student from Russia. I like meeting with new people! ;)
Bud Ibarra, 72
Сполучені Штати Америки, Independence
Рідна мова: Іспанська
Іноземна мова: Англійська
I am widowed and retired from full time employment but like to keep working. This year I will be testing for national certification as a Medical Interpreter Spanish- English. I am studying to learn the Russian language and in a year or so plan to spend some time in Russia to complete the study and gain proficiency. I am a volunteer Interpreter with a free clinic and do a few other things that keep me busy.
Ruth del Valle, 56
Гватемала, Guatemala City
Рідна мова: Іспанська
Іноземна мова: Англійська