Fázový přechod

Fázový přechod je fyzikální pojem, označující skokovou změnu makroskopických vlastností termodynamického systému (fáze) při změně nějaké termodynamické proměnné (např. teploty).

Při fázovém přechodu se vždy náhle mění některá makroskopická vlastnost látky, např. hustota, tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita atd. Při stálých podmínkách mohou současně existovat dvě fáze - v tom případě mezi nimi je fázové rozhraní (např. led taje pouze na povrchu) nebo dokonce tři (trojný bod). Velmi často je přechod mezi fázemi spojen s určitým specifickým teplem, tj. energií, kterou látka musí přijmout či odevzdat, aby k fázovému přechodu mohlo dojít.

Paul Ehrenfest v roce 1933 představil své rozdělení jednosložkových fázových přechodů na přechody prvního a druhého řádu.^[1][2] U fázových přechodů, které probíhají při konstantní teplotě, tlaku a stejné hmotnosti látky, je Gibbsova volná energie (volná entalpie, G) na obou stranách přechodu stejná, neboli

${\displaystyle G_{1}(p,T)=G_{2}(p,T).}$

Nejsou-li první derivace volné entalpie

${\displaystyle \left({\frac {\partial G}{\partial p}}\right)_{T}=V,\qquad \left({\frac {\partial G}{\partial T}}\right)_{p}=-S,}$

sobě rovny, jedná se o fázový přechod prvního řádu. Jsou-li tyto derivace sobě rovny jedná se o fázový přechod druhého řádu.

K běžným příkladům fázových přechodů prvního řádu patří skupenské fázové přechody, tj. změny skupenství:

• tuhnutí a tání
• vypařování a kondenzace
• sublimace a desublimace

Uvedené fázové přechody vedou ke změně skupenství, proto bývají označovány jako skupenské změny (skupenské přeměny).

Mezi fázové přechody druhého řádu můžeme zařadit např.:

• vznik supravodivosti v kovech a některých dalších látkách při nízké teplotě
• vznik feromagnetické fáze v magnetických materiálech při Curieově teplotě
• vznik piezoelektrických vlastností v materiálech při Curieově teplotě

• Fázový diagram
• Skupenství

• Obrázky, zvuky či videa k tématu fázový přechod na Wikimedia Commons