halmazállapotváltozáson

A halmazállapotváltozáson (fázisváltozás) olyan fizikai folyamat értjük, amely során egy anyag halmazállapota külső feltételek megváltoztatására reagálva megváltozik. A leggyakoribb állapotok a szilárd, a folyékony és a gáz, de előfordul plazma állapot is. A fázisváltozások akkor következnek be, amikor a hőmérsékletet vagy a nyomást olyan értékre állítjuk, amelyen a két vagy több fázis energiája minimális. Ennek megfelelően beszélhetünk olvadáspontokról, forráspontokról, sublimációs pontokról és a háromfázis pontról (a három fázis egyidejű jelenlétének pontja).

Két alapvető típusa a fázisátalakulásnak: elsőrendű és másodrendű átmenet. Az elsőrendű átalakulásnál a fázisváltozás latens hőt köt le vagy ad fel, és jellemző rá a térfogati és entrópiaváltozás, gyakran van kétfázis-áramlás. Példák: olvadás, dermedés, forralás, kondenzáció. A másodrendű átmenetnél latens hő nincs, az entrópia vagy térfogat deriváltjai folytonosak; például a ferromágneses átmenetek és a helium-4 lambda pontja.

Mechanizmusai közé tartozik a nucleáció és növekedés folyamata, illetve a spinodális bomlás. A fázisdiagramokon a nyomás–hőmérséklet síkon jelenik meg a fázishatárok; a háromfázis pont a három fázis egyidejű jelenlétét jelenti, a kritikus pont pedig a folyékony és a gáz közötti határ meszelődését írja le.

A halmazállapotváltozások alapvető szerepet játszanak az anyagtudományban, a kriofizikában és a mérnöki tervezésben, például ötvözetek feldolgozásában, sík‑ és szilárdtest-rendszerek jellemzésében, valamint alacsony hőmérsékletek kutatásában.