Fázová premena: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Luckas-bot (diskusia | príspevky)
d r2.7.1) (robot Pridal: ia:Transition de phase
Vegbot (diskusia | príspevky)
Riadok 35:
Fázové prechody prvého druhu sú tie, pri ktorých dochádza ku kvalitatívnej zmene fázy látky: z nesymetrickej na viac symetrickú. Je intuitívne zrejmé, že kvalitatívna zmena musí byť popísaná nespojitými funkciami. Usporiadanosť systému opisuje entropia. Tá sa pri fázovom prechode prvého druhu mení nespojite. Neskôr vysvetlíme, že funkcia, na základe ktorej opisujeme fázový prechod, je chemický potenciál. Klasická klasifikácia fázových prechodov pochádza od Paula Ehrenfesta. Podľa nej prechody prvého druhu sú tie, pri ktorých charakteristiky získané z chemického potenciálu sú nespojité. Postupne vysvetlíme, že klasická Ehrenfestova klasifikácia fázových prechodov nie je adekvátna.
 
'''Fázové prechody druhého druhu''' sú tzv. spojité prechody. Dobrým príkladom je vyparovanie vody. Rovnako, ako voda, aj para je vysoko symetrická. Presnejšie, grupa symetrií pary a vody je presne tá istá: voda aj para sa vyznačujú spojitou translačnou aj rotačnou symetriou. Kvapalina sa totiž vyparuje pri každej teplote. Ak teda uvažujeme izolovaný systém, v ktorom je kvapalina, je tam automaticky aj jej para. Pri adiabatickom zvyšovaní teploty sa zvyšuje koncentrácia pary, ale obe fázy, kvapalná aj plynná, sú v dynamickej rovnováhe. Kvapalina postupne, spojite, prechádza do plynnej fázy. Pre fázové prechody 2. druhu je charakteristické, že obe fázy sa nelíšia kvalitatívne, len kvantitatívne. Napr. voda a para sa líšia koncentráciou častíc a intenzitou interakcie (častice plynnej fázy interagujú slabšie), ale nie stupňom symetrie. Pre fázové prechody 2. druhu existuje tzv. kritický bod, v ktorom sa obidve fázy stávajú nerozlíšiteľné a sústava sa stáva homogénnou. V skutočnosti proces vyparovania nemusí prejsť kritickým bodom. V bode fázového prechodu vtedy koexistujú (v dynamickej rovnováhe) dve rozlíšiteľné fázy a jedná soide o prechod 1. druhu. Ak sa ale sústava dostane do kritického bodu, rozdiel hustôt oboch fáz sa stáva nulový, fázy sú nerozlíšiteľné a ide o spojitý prechod 2. druhu. Zaujímavým rysom prechodov 2. druhu je divergencia niektorých veličín, t. j. tieto veličiny nadobúdajú nekonečne veľké hodnoty. Príkladom takej veličiny je korelačná dĺžka (definíciu a podrobnejšie vysvetlenie pozri nižšie). Korelačná dĺžka je, zhruba povedané, vzdialenosť, na ktorú sa častice ovplyvňujú. Ďaleko od kritického bodu je táto vzdialenosť veľmi malá, rovná sa rádovo vzdialenosti medzi molekulami, a teda častice vplývajú len na svoje najbližšie okolie. V kritickom bode ale korelačná dĺžka rastie do nekonečna a každá častica interaguje s celým systémom. Preto hovoríme o kooperatívnom jave v zmysle, ako bol vysvetlený vyššie. Vlastnosťami systémov v blízkosti kritického bodu sa zaoberá kritická dynamika.
 
Ďalšou zaujímavou a dôležitou vlastnosťou prechodov druhého druhu je ich univerzalita. Ako vysvetlíme, kritické správanie sústavy závisí len od dimenzie sústavy a dimenzionality tzv. parametra usporiadania.