НОФ 2006, IV кръг, контролни работи — Задача 3

Контролни работи за определяне на националния отбор за участие в XXXVII Международна олимпиада по физика · 12 юни 2006 г. · 5 т.

Задачи от теоретичните контролни работи

Три отделни контролни работи по 40 мин.

Контролна работа 5 часа

Контролна работа 5 часа (10 задачи по 3 т.)

Условие

Кривата на фазово равновесие на течната и твърдата фаза на хелий-3 минава през точката на $p$–$T$ равнината с координати

а) Намерете кривата на фазово равновесие, т.е. $p = p(T)$. При тези температури моларната ентропия на течността е $S_{\text{течн.}} = R\frac{T}{\Theta}$, където $\Theta = 0{,}46\ \mathrm{K}$, а моларната ентропия на твърдия хелий-3 не зависи от температурата и е равна на $S_{\text{тв.т.}} = R\ln 2$. Разликата между моларните обеми на течния и твърдия хелий-3 е постоянна и равна на

б) При какво налягане $p_2$ течната и твърдата фаза ще са в равновесие при температура $T_2 = 0{,}42\ \mathrm{K}$?

в) При какви налягания при $T = 0$ съществува само твърда фаза?

г) Разгледайте изобарата $p_1 = 31\ \mathrm{atm}$ в температурния интервал $0\,K < T < 1\,K$ и опишете всички възможни преходи.

Решение

---

Оригинал в Архива: 2006-IV.pdf