fázisátalakulás
(fázisátmenet, Ehrenfest-osztályozás, elsőrendű fázisátmenet, másodrendű fázisátmenet, kritikus méretű mag, homogén magképződés, heterogén magképződés, megoszlási tényező)

Olyan folyamat, amelyben a (kémiai összetételében nem változó) anyag egyik fázisból a másikba megy át. Változást okoz a rendszert jellemző tulajdonságban.
Ilyen fázisátalakulás a szilárdból folyékony fázisba történő átmenet (olvadás), a folyadékból légnemű fázisba történő átalakulás (párolgás) (a képen), a kristályosodás, a szupravezető és normál vezető közötti átmenet, a paramágnesből a ferromágnesbe történő átmenet, stb.

Fázisátmenet történhet olyan változókat megváltoztatva, mint a hőmérséklet vagy a nyomás.

A fázisátmenetek osztályozhatók a rendjük alapján (Ehrenfest-osztályozás) termodinamikai tulajdonságaikkal kifejezve:
- elsőrendű fázisátmenet / nem nulla látens hő esetén, a kémiai potenciál első deriváltja diszkontinuus, a fázisátmenet hőmérsékletén az entalpia, az entrópia és a térfogat változása nullától eltérő érték. (Például az olvadás és a forrás)
- másodrendű fázisátmenet / ha a látens hő nulla, a kémiai potenciál első deriváltja folyamatos, de a második derivált nem. Nincs ugrásszerű változás az entalpia, az entrópia és a térfogat értékeiben a fázisátmenet hőmérsékletén. (Például a ferromágnesesség átmenetei és az ötvözetekben a rendezettség-rendezetlenség átmenetek.)

Az új fázis legkisebb, növekedésképes térfogatát kritikus méretű magnak nevezik.
Amikor az új fázis magjai az eredeti fázis bármely pontján egyforma valószínűséggel keletkezhetnek, homogén magképződés történik.
Amikor az új fázis magjai az eredeti fázis kitüntetett tartományaiban keletkeznek, heterogén magképződésnek nevezik:
A dermedéskor az egyensúlyt tartó szilárd és folyadékfázis koncentrációinak hányadosát megoszlási tényezőnek nevezik.

A fázisátmenet leírására alkalmazott bizonyos modellek, különösen az alacsony dimenziójú rendszerek esetén megközelítik az egzakt matematikai megoldásokat.
Az átmenet vizsgálatára alkalmazott technikák közé tartozhat az egyetemesség, amely szerint a nagyon különböző fizikai rendszerek azonos módon viselkednek a fázisátmenet közelében.

(Lásd még a nukleációt.)

Felhasznált irodalom