相變

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相變 (Phase Transition)
臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在熱力學領域中,一個系統自某一相態 (phase) 轉變為另一相態的過程,稱為相變 (phase transition)。只要有一個熱力學變量的些微改變即可發生相變,例如溫度。相變最常用於形容固態、液態、氣態之間的變化過程,包括下表所列的熔化 (melting)、昇華 (sublimation)、凝固 (freezing)、沸騰 (boiling)、蒸發 (evaporation)、氣相沉積 (deposition)及凝結 (condensation)等等。關於電漿態 (plasma)的相變則較罕見,例如離子化 (ionization)、重組 (recombination)及去離子化 (deionization)。

相變的類型很多種,舉例如下:

(1) 單一成分受到溫度和(或)壓力的影響,而產生三態間的轉變。

(2) 共晶變態 (eutectic transformation):兩種成分的單相液體被冷卻,且變成兩個固態;若使用相同過程,但在剛開始時以固體代替液體,則稱為共析變態 (eutectoid transformation)。

(3) 包晶作用 (peritectic transformation):兩種成分單相固體被加熱,並且變成一個固態和一個液態。

(4) 旋節分解 (spinodal decomposition):一個單相被冷卻,且分為兩個與原本物質同相但成分不同的部份。

當系統中有極大量的粒子互相影響,而且系統不會太小時,往往就會發生相變。有時也可用絕熱的方法,不經某一相態而直接轉變成另一相態,使系統改變狀態,如此產生的狀態是暫穩定的。 任何包含液態和氣態的系統,在適當的溫度和壓力下,分子間會產生特殊的結合,此時的溫度與壓力條件稱為臨界點 (critical point)。溫度與壓力接近臨界點的條件時,液體的高溫和受壓縮程度,足以使區別液態和氣態間的界面幾乎不存在。


參考文獻

en.wikipedia.org/wiki/Phase_transition

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