canvi de fase - Diccionari de química

Note

• Per a substàncies pures, un canvi de fase es realitza a temperatura i pressió constants, per la qual cosa la transformació és un procés reversible. Això és així perquè, en aquests casos, en una línia de canvi de fase d'un diagrama de fases coexisteixen dues fases en equilibri (un grau de llibertat, segons la regla de les fases), de manera que l'energia de Gibbs del sistema roman constant i el potencial químic té el mateix valor a cada fase, ja que la temperatura i la pressió es mantenen constants.
  
  Ara bé, es poden considerar diferents tipus de canvi de fase d'acord amb el comportament de la resta de les variables intensives i, en particular, d'aquelles obtingudes en derivar el potencial químic. A partir de l'equació de Gibbs-Duhem, l'entropia i el volum molar coincideixen amb les primeres derivades del potencial químic dμ = −S_mdT + V_mdp. Així doncs, es poden distingir diferents tipus entre els canvis de fase més usuals.
  
  Els canvis de fase de primer ordre són els que presenten discontinuïtat a la primera derivada del potencial químic, és a dir, presenten discontinuïtat en l'entropia i el volum molar de canvi de fase, la qual cosa implica que la capacitat calorífica molar a pressió constant, C_p,m = T (∂S_m / ∂T)_p, tendeix a infinit. D'altra banda, els canvis de fase contínua no presenten discontinuïtat en l'entropia ni el volum molar de canvi de fase, però poden presentar discontinuïtat en les segones derivades del potencial químic (entre elles la capacitat calorífica) en el cas dels canvis de fase de segon ordre, o la capacitat calorífica pot tendir a infinit en canvis de fase de tipus lambda (anomenats així per la forma de lambda de la funció).
  
  Els canvis de fase de primer ordre són els més usuals: la solidificació, la fusió, l'ebullició, la liquació, la sublimació i la solidificació. Un exemple de canvi de fase de segon ordre és el que té lloc entre la conductivitat elèctrica i la superconductivitat en alguns metalls concrets, com el mercuri, l'estany o el plom, a molt baixa temperatura. Són exemples de canvis de fase lambda la transició entre ferromagnetisme i paramagnetisme en el ferro o el níquel i les transicions d'ordre-desordre, en les qual hi un paràmetre que passa de zero (desordre) a un valor finit (ordre), com, per exemple, en alguns aliatges i en la transició fluid-superfluid en heli líquid.