Типы фазовых переходов

Рассмотрим типы превращений фаз чистых веществ. Они называются фазовыми переходами.

Различают фазовые переходы первого и второго рода, а также критические фазовые переходы.

Фазовые переходы первого рода при постоянном давлении сопровождаются скачкообразным изменением объема системы и ее энтропии, т.е. первых производных энергии Гиббса.

Энергетика фазовых переходов описывается уравнением Клапейрона - Клаузиуса, которое в данном случае удобнее представить в форме уравнения (5 - 62)

.

Фазовые переходы второго рода и критические фазовые переходы не сопровождаются скачкообразными изменениями энтропии и объема. По этой причине их называют также непрерывными.

Для непрерывных фазовых переходов второго рода правая часть уравнения Клапейрона - Клаузиуса приобретает неопределенность

.

Дифференцированием правой части уравнения Клапейрона - Клаузиуса по Р или по Т неопределенность можно раскрыть по правилу Лопиталя:

(8 - 1)

и

.

Используя равенство (5 - 37), получим

. (8 - 2)

Из уравнений (8 - 1) и (8 - 2) следуют уравнения Эренфеста, описывающие фазовые переходы второго рода:

(8 - 3)

. (8 - 4)

Примером фазового перехода второго рода является переход из проводника в сверхпроводник.

Для критических фазовых переходов характерно обращение в бесконечность вторых производных от энергии Гиббса. Теория критических фазовых переходов была разработана В.К.Семенченко. Критические фазовые переходы включают в себя такие явления, как переход «жидкость - газ» в критической области, переход «ферромагнетик - парамагнетик» и др.