Основной признак фазового перехода

При переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое происходит изменение физических свойств. Например, поддерживая постоянным давление, будем охлаждать водяной пар. Пар будет оставаться газом до тех пор, пока мы не достигнем температуры конденсации. При этой температуре вода может существовать сразу в двух фазах: газовой и жидкой. Это – точка перехода. При дальнейшем понижении температуры останется только одна жидкая фаза. Замечательно, что точка перехода разделяет два состояния, сильно отличающиеся физическими свойствами. Например, плотность при фазовом переходе испытывает скачок. Изменение какой-либо физической величины скачком – главный признак фазового перехода. При дальнейшем понижении температуры мы дойдем до точки кристаллизации. При температуре кристаллизации в воде могут соседствовать и жидкая, и твердая фазы. При этом фазовом переходе плотность также изменяется скачком. Правда этот скачок не так велик, как при переходе газ-жидкость.

Скачком изменяются и другие физические характеристики, например, – упругость по отношению к сдвигу. Жидкость не обладает сдвиговой упругостью, твердое тело обладает.

Важным признаком переходов газ-жидкость или жидкость-твердое тело является то, что для осуществления перехода надо подвести тепло. Это тепло называют скрытой теплотой перехода (скрытая теплота парообразования или скрытая теплота плавления), а сами переходы – переходами первого рода.

Существуют и другие фазовые переходы. Так, при температуре меньшей, чем 20,3°С гадолиний аналогично железу обладает ферромагнитными свойствами. При температуре выше 20,3°С он становится парамагнитным. При переходе температуры через точку 20,3°С происходит фазовый переход – спонтанная намагниченность изменяется скачком. Переход этого рода не имеет скрытой теплоты (переход второго рода).