fázisváltozásokkor

Fázisváltozásokkor egy anyag állapota külső körülmények megváltoztatására reagál, és egyik fázisból a másikba lép. Gyakran a hőmérséklet vagy a nyomás változtatása idézi elő, hogy a rendszer energiát felvegye vagy leadjon, és ilyenkor latent hő szabadul fel vagy kötődik le. A folyamat során a szerkezet és a fizikai tulajdonságok — például sűrűség, entalpia, entrópia — radikálisan megváltoznak.

Elsőrendű fázisváltozásról beszélünk, ha a tulajdonságok hirtelen mennyiségi változást mutatnak (általában sűrűség vagy térfogat), és a folyamat közben latent hő szabadul fel vagy kötődik le. A két fázis közötti egyensúlyt fáziskoexistencia jellemzi, amelyet a nyomás–hőmérséklet diagramon lehet értelmezni, például olvadás és dermedés határán.

Másodrendű fázisváltozásnál nincs latent hő, a változások folyamatosak vagy fokozatosan jelentik a rendeződés megváltozását. Ilyenkor általában divergáló jelenségek figyelhetők meg, például a hőkapacitásban, a compresszibilitásban vagy a korreláció hosszában a kritikus pont környékén.

Mechanizmusok közé tartozik a nukleáció és növekedés folyamata: kis magok képződnek és nőnek, lehet homogén vagy heterogén nukleáció. A kinetikát befolyásolja a metastabil állapot és a szuperhűtés vagy szupermelegedés is.

Fő megfigyelések közé tartozik a latent hő kimutatása calorimetriával, illetve a P–T diagramok és fázisdiagramok értelmezése, amelyek leírják, mely feltételek mellett lép át az anyag egyik fázisból a másikba. Példák: jég olvadása, vízgőz kondenzációja, kristályosítási folyamatok.