«Փուլային անցում»–ի խմբագրումների տարբերություն

[[Պատկեր:Phase-diag2_hydiag2 hy.svg|thumb|300px|Նյութի պինդ, հեղուկ, գազային փուլերը ցույց տվող փուլային դիագրամ։]]

Ջերմաստիճանի, ճնշման կամ որևէ այլ [[Ֆիզիկական մեծություն|ֆիզիկական մեծության]] այն արժեքը, որի դեպքում տեղի է ունենում փուլային անցում, անվանում են անցման կետ։ Ցանկացած փուլային անցման ժամանկ համակարգը բնութագրող մեծություններից որևէ մեկը փոխվում է թռիչքաձև:թռիչքաձև։ Բոլոր փուլային անցումների ժամանակ անընդհատ կերպով է փոխվում տեսակարար թերմոդինամիկական պոտենցիալը, իսկ նրա տարբեր կարգի ածանցյալները կարող են փոխվել թռիչքաձև <ref name=sivuhin_therm> {{Գիրք

}} </ref> <ref name=landau_stat> {{Գիրք

}} </ref>:։ Ըստ տեսակարար թերմոդինամիկական պոտենցիալի փոփոխության` տարբերում են երկու սեռի փուլային անցում։

Այն փուլային անցումները, որոնց բնորոշ է տեսակարար թերոդինամիկական պոտենցիալի առաջին կարգի ածանցյալի թռիչքաձև փոփոխությունը, կոչվում են առաջին սեռի փուլային անցումներ:անցումներ։ Առաջին սեռի փուլային անցման ժամանակ կարող են թռիչքաձև փոխվել տեսակարար [[էնտրոպիա]]ն և [[խտություն]]ը։ Ինչպես հայտնի է, տեսակարար թերմոդինամիկակն պոտենցիալի միջոցով տեսակարար էնտրոպիան և տեսակարար ծավալը որոշվում են հետևյալ կերպ`

Այստեղից երևում է առաջին սեռի փուլային անցումներին բնորոշ է տեսակարար էնտրոպիայի կամ տեսակարար ծավալի թռիչքաձև փոփոխությունը, կամ երկուսինը միաժամանակ:միաժամանակ։ Տեսակարար էնտրոպիայի թռիչքաձև փոփոխությունը նշանակում է, որ փուլային անցումն ուղեկցվում է կամ ջերմաքանակի կլանմամբ, կամ անջատմամբ:անջատմամբ։ Առաջին սեռի փուլային անցման ժամանակ համակարգին հաղորդված տեսակարար ջերմաքանակը որոշվում է <math> q = T(s_2 - s_1) </math> արտահայտությամբ<ref name=sivuhin_therm> </ref>, որտեղ <math> s_1 </math>-ը և <math> s_2 </math>-ը սկզբնական և վերջնական փուլերի տեսակարար էնտրոպիաներն են համապատասխանաբար:համապատասխանաբար։ Այս ջերմաքանակը կարելի մեկնաբանել որպես ջերմաքանակ, որն անհրաժեշտ է հաղորդել համակարգին` սկզբնական փուլից վերջնականին քվազիստացիոնար կերպով անցնելու համար:համար։ <math> q </math>-ն կարող է լինել ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական մեծություն:մեծություն։ Եթե <math> q </math>-ն դրական է, նշանակում է համակարգը մի փուլից մյուսին անցնելիս կլանում է ջերմաքանակ, իսկ <math> q<0 </math> նշանակում է, որ անցման ժամանակ համակարգը ջերմաքանակ է անջատում:անջատում։

Առաջին սեռի փուլային անցումների օրինակներ են նյութի փոխակերպումները [[ագրեգատային վիճակ]]ների միջև` [[գոլորշիացում]]ը և [[հեղուկացում]]ը, հալումը և պնդացումը, որոշ կառուցվածքային անցումներ [[պինդ մարմիններ]]ում, փուլային անցումը մաքուր [[գերհաղորդիչներ]]ում արտաքին [[մագնիսական դաշտ]]ի ազդեցությամբ և այլն։ Առաջին սեռի փուլային անցմանը բնորոշ է մետաստաբիլ հավասարակշռության տիրույթի գոյությունը։ Օրինակ, [[հեղուկ]]ի տաքացնելով, այն կարելի է առանց փուլային անցման հասցնել եռման ջերմաստիճանից բարձր ջերմաստիճանների։ [[Մետաստաբիլ վիճակ]]ները կարող են տևել բավականաչափ երկար այն պատճառով, որ նոր փուլի առաջացումը սկսվում է սկզբնական փուլում նոր փուլի սաղմերի առաջացումից։ Եթե սաղմի չափերը գերազանցում են որոշակի կրիտիկական արժեք սկսվում է փուլային փոխակերպման պրոցեսը (օրինակ սկսվում է [[եռում]]ը):։ Կրիտիկական և կրիտիկականից մեծ չափերի սաղմերի առաջացման հավանականությունը մեծանում է, եթե նյութում կան կողմնակի մարմիններ (օրինակ, փոշեհատիկներ կամ օդի պղպջակներ հեղուկում)։ Սակայն, կողմնակի մարմինների բացակայության դեպքում առաջացած փոքր սաղմերի համար մեծ է փոքր լինելու և անհետանալու հավանականությունը:հավանականությունը։ Մետաստաբիլ վիճակների հայտնի օրինակներ են [[գերտաքացած հեղուկ]]ը և [[գերհագեցած գոլորշի]]ն<ref name=sivuhin_therm> </ref>:։

Այն փուլային անցումները, որոնց բնորոշ է տեսակարար թերմոդինամիկական պոտենցիալի առաջին կարգի ածանցյալի անընդհատ փոփոխություն, սակայն թռիչքաձև փոխվում է երկրորդ կարգի ածանցյալը, կոչվում են երկրորդ սեռի փուլային անցումներ:անցումներ։ Քանի որ այս անցումների ժամանակ տեսակարար թերմոդինամիկական պոտենցիալի առաջին կարգի ածանցյալները անընդհատորեն են փոխվում, ապա տեղի չեն ունենում տեսակարար էնտրոպիայի և տեսակարար ծավալի փռիչքաձև փոփոխություններ, որն էլ նշանակում է, որ երկրորդ սեռի փուլային անցումները չեն ուղեկցվում ջերմաքանակի կլանմամբ կամ անջատմամբ, ինչպես նաև` խտության փոփոխություններով:փոփոխություններով։ Տեսակարար թերմոդինամիկական պոտենցիալի երկրորդ կարգի ածանցյալներն են`

Երկրորդ սեռի փուլային անցումներին բնորոշ է այս մեծությունների թռիչքաձև փոփոխությունը:փոփոխությունը։ Առաջինն համեմատական է <math> c_P </math> ջերմունակության (հաստատուն ճնշման դեպքում տեսակարար ջերմունակություն), հետևաբար, եթե անցման ժամանակ թռիչքաձև փոխվի այս մեծությունը, ապա թռիչքաձև կփոխվի <math> c_P </math> ջերմունակությունը:ջերմունակությունը։ Երկրորդը համեմատական է ծավալային ընդարձակման ջերմաստիճանային <math> \alpha = \frac{1}{v_0}\left(\frac{\partial v}{\partial T}\right)_P </math> գործակցին, իսկ երրորդը` <math> \gamma = -\frac{1}{v}\left(\frac{\partial v}{\partial P}\right)_T </math> [[Իզոթերմիկական պրոցես|իզոթերմիկական]] սեղմման գործակցին:գործակցին։ Երկրորդ սեոի փուլային անցման օրինակներ են ջերմաստիճանի փոփոխությամբ պայմանավորված [[մագնիսական մոմենտ]]ի առաջացումը՝ պարամագնիսական փուլից ֆեռոմագնիսականի անցնելիս, հակաֆեռոմագնիսական կարգավորումը, [[Գերհաղորդականություն|գերհաղորդականության]] առաջացումը [[մետաղներ]]ում և [[համաձուլվածքներ]]ում, ինքնակամ բևեռացման առաջացումը սեգնետոէլեկտրիկներում և այլն։

[[Լև Լանդաու|Լ․ Դ․ Լանդաուն]] ([[1937]]) առաջարկել է երկրորդ սեռի բոլոր փուլային անցումները մեկնաբանել որպես սիմետրիայի փոփոխման կետեր<ref name=landau_stat> </ref>․ անցման կետից բարձր վիճակներում համակարգի սիմետրիան ավելի բարձր է, քան այդ կետից ցածր։ Օրինակ, [[մագնիսական նյութեր]]ում մասնիկների տարրական [[մագնիսական մոմենտ]]ների (սպինների) ուղղություններն անցման կետից բարձր բաշխված են քաոսայնորեն, հետևաբար, միևնույն անկյունով նույն առանցքի շուրջը բոլոր սպինների պտույտի դեպքում համակարգի հատկությունները չեն փոխվում։ Անցման կետից ցածր սպիններն ունեն գերակշռող կողմնորոշում, և դրանց միաժամանակյա պտույտը փոխում է համակարգի մագնիսական մոմենտի ուղղությունը։

Կալապեյրոն-Կլաուզիուսի հավասարումը նկարագրում է հավասարակշռության մեջ գտնվող փուլերի ջերմաստիճանի և ճնշման կապը:կապը։ Առաջին սեռի փուլային անցումների համար հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը`

որտեղ <math> q </math>-ն անցման ջերմաքանակն է, իսկ <math> v_1 </math>-ն ու <math> v_2 </math>-ը սկզբնական և վերջնական փուլերի տեսակարար ծավալներն են համապատասխանաբար:համապատասխանաբար։

Այս հավասարումն անիաստ է երկրորդ սեռի փուլային անցումների համար, քանի որ այդպիսի անցումների դեպքում <math> q = 0 </math> և <math> v_1 = v_2 </math>, հետևաբար հավասարման աջ մասը դառնում է <math> \frac{0}{0} </math> տիպի անհեթեթություն:անհեթեթություն։ Երկրորդ սեռի փուլային անցումների համար, Կլապեյրոն-Կլաուզիուսի հավասարմնա փոխարեն օգտվում են Էրենֆեստի հավասարումներից.