faseendringen

Faseendringen, eller faseforandringen, er overgangen mellom ulike faser av materie, for eksempel mellom fast stoff, væske og gass, eller mellom ulike ordenstilstander i samme stoff (som magnetisk eller superledende orden). Slike endringer skjer når eksperimentelle betingelser som temperatur eller trykk endres, og medfører ofte markante endringer i egenskaper som tetthet, varmekapasitet og transportegenskaper.

Faseoverganger klassifiseres vanligvis som førsteordens eller kontinuerlige (annen ordning). Ved førsteordens overganger skjer en latent varme og en tilsynelatende hopp i en ordenparameter (som tetthet ved smelting), og grensen mellom fasene har en tydelig kontakt i et P-T-diagram. Kontinuerlige overganger har ingen latent varme og kjennetegnes ved en gradvis endring av ordenparameter og ofte ved kritiske fenomener.

Termodynamisk arbeider en fase ved å minimere Gibbs fri energi for gitte trykk og temperatur. Likeveie mellom faser oppstår ved fasegrenser, og overgangen kan innebære nukleasjon og vekst (ved førsteordens). Clapeyron-ligningen gir forholdet mellom trykk og temperatur langs grensen: dP/dT = ΔS/ΔV.

Eksempler inkluderer vanns fasetransisjoner: smelting ved 0°C og fordamping ved 100°C ved normalt trykk; gasskondensering og sublimasjon; magnetiske faseoverganger som jern sin Curie-temperatur; overganger til superledning ved kritisk temperatur.

Ved kritiske punkter blir systemet svært korrelert, og egenskaper følger universelle kritiske fenomener beskrevet av kritiske eksponenter.

Fasediagrammer viser forholdet mellom trykk og temperatur for ulike faser og er sentrale verktøy i materialvitenskap og geovitenskap for å forutse hvilke faser som er stabile under givne betingelser.