Фазовые переходы второго рода

Рассмотренные выше фазовые переходы ()

называются фазовыми переходами первого рода. При этих переходах изменяется агрегатное состояние вещества. Однако, существуют фазовые переходы, которые не сопровождаются такими изменениями, изменения носят скрытый характер и проявляются, например, в скачкообразном изменении теплоемкости вблизи точки перехода. Это фазовые переходы второго рода. Причиной их возникновения является изменение порядка кристаллической решетки, возникающее в результате плавного изменения какого-либо внешнего параметра, например, температуры.

Представим следующий пример. Пусть кристаллическая решетка некоторого вещества имеет форму прямоугольного параллелепипеда с основанием в виде квадрата () и высотой (рис. 14.5).

Пусть . Предположим, что при нагреве сторона увеличивается медленнее, чем сторона . Если при некоторой температуре возможно достижения состояния, при котором , то в этом случае меняется симметрия кристаллической решетки, она становится кубической.

Таким образом, плавные количественные изменения приводят к скачкообразному качественному изменению – возникновению симметрии более высокого порядка. Никакого скачкообразного изменения объема и внутренней энергии при этом не происходит.

Из физики кристаллов известно, что от типа симметрии кристаллической решетки зависят многие свойства вещества, в частности, теплоемкость. Типичная зависимость теплоемкости при фазовом переходе второго рода представлена на рисунке 14.6.

Скачек испытывают также упругие свойства тел, коэффициент преломления, теплопроводности и т.д. Общее правило: фазовые переходы второго рода возможны только в случае, если в процессе изменения размеров кристаллической решетки плавно достигается состояние с другим порядком симметрии.

Ясно, что фазовые переходы этого типа возможны только в твердых телах.

Дата добавления: 2014-01-05