Термодинамическая фаза

Термодинамическая фаза – термодинамически равновесное состояние вещества, отличный по своим физическим свойствам от других сословий того же вещества. Различные фазы имеют разные упаковки молекул (для кристаллических фаз, различные кристаллические решетки), и, следовательно, различные значения коэффициента сжимаемости, коэффициента теплового расширения и другие восприимчивости. Кроме того, различные фазы могут обладать разными электрическими (сегнетоэлектрики), магнитные (ферромагнетики) и оптические свойства (например, твердый кислород).
На фазовой диаграмме вещества разные термодинамические фазы занимают определенные области. Линии, разделяющие различные термодинамические фазы, называются линиями фазового перехода. Если вещество находится в условиях, отвечающих точке внутри какой-либо области, то оно полностью находится в этой термодинамической фазе. Если же состояние вещества отвечает точке на одной из линий фазовых переходов, то вещество в термодинамическом равновесии может находиться частично в одной, а частично в другой фазе. Пропорция двух фаз определяется, как правило, полной энергией, запасенной системой. При медленном (адиабатическом) изменении давления или температуры вещество описывается движущейся точкой на фазовой диаграмме. Если эта точка в своем движении пересекает одну из линий, разделяющих термодинамические фазы, происходит фазовый переход, при котором физические свойства вещества меняются скачкообразно.
Не все фазы полностью отделены друг от друга линией фазового перехода. В некоторых случаях эта линия может обрываться, оканчиваясь критической точкой. В этом случае возможен постепенный, а не скачкообразный переход из одной фазы в другую в обход линии фазовых переходов.
Точка на фазовой диаграмме, где сходятся три линии фазовых переходов, называется тройной точкой. Обычно под тройной точкой вещества подразумевается частный случай, когда сходятся линии плавления, кипения и сублимации, однако на достаточно богатых фазовых диаграммах может быть несколько тройных точек. Вещество в тройной точке в состоянии термодинамического равновесия может частично находиться во всех трех фазах. На многомерных фазовых диаграммах (то есть если кроме температуры и давления присутствуют иные интенсивные величины, например в смесях и сплавах) могут существовать четверные и т. д. точки. Количество фаз, которые могут сосуществовать для определенного вещества, определяется правилом фаз.
Набор термодинамических фаз вещества обычно значительно богаче набора агрегатных состояний, т.е. одно и то же агрегатное состояние вещества может находиться в различных термодинамических фазах. Именно поэтому описание вещества в терминах агрегатных состояний довольно огрубленное, и оно не может различить некоторые физические разные ситуации.
Богатый набор термодинамических фаз связан, как правило, с различными вариантами порядка, которые допускаются в том или ином агрегатном состоянии.