Кафедра компьютерной физики ВНУ им. В. Даля

Фазовый переход (фазовое превращение) в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. С точки зрения движения системы по фазовой диаграмме приmизменении её интенсивных параметров (температуры, давления и т. п.), фазовый переход происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы. Поскольку разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния, всегда можно найти величину, которая скачкообразно меняется при фазовом переходе.

При фазовом переходе первого рода скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Подчеркнём: имеется в виду скачкообразное изменение этих величин при изменении температуры, давления и т. п., а не скачкообразное изменение во времени .

Наиболее распространённые примеры фазовых переходов первого рода:

  • плавление и кристаллизация;
  • испарение и конденсация;
  • сублимация и десублимация.

При фазовом переходе второго рода плотность и внутренняя энергия не меняются, так что невооружённым глазом такой фазовый переход может быть незаметен. Скачок же испытывают их производные по температуре и давлению: теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, различные восприимчивости и т. д.

Фазовые переходы второго рода происходят в тех случаях, когда меняется симметрия строения вещества (симметрия может полностью исчезнуть или понизиться). Описание фазового перехода второго рода как следствие изменения симметрии даётся теорией Ландау. В настоящее время принято говорить не об изменении симметрии, но о появлении в точке перехода параметра порядка, равного нулю в менее упорядоченной фазе и изменяющегося от нуля (в точке перехода) до ненулевых значений в более упорядоченной фазе.

Наиболее распространённые примеры фазовых переходов второго рода:

  • прохождение системы через критическую точку;
  • переход парамагнетик-ферромагнетик или парамагнетик-антиферромагнетик (параметр порядка — намагниченность);
  • переход металлов и сплавов в состояние сверхпроводимости (параметр порядка — плотность сверхпроводящего конденсата);
  • переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние (параметр порядка — плотность сверхтекучей компоненты);
  • переход аморфных материалов в стеклообразное состояние.

Современная физика исследует также системы, обладающие фазовыми переходами третьего или более высокого рода.

Подобное определение фазовых переходов первого и второго рода можно адаптировать даже к экономическим процессам. Аналогами физических фазовых переходов в экономике являются определенные этапы жизненного цикла экономических систем, при которых происходит изменение статуса, слияние, разделение экономических структур и т.д., а затем, в ходе адаптации к новой структуре, и механизма ее функционирования. Возникновение фазовых переходов выражается в образовании новых диссипативных структур. Такие структуры могут образовываться только в открытых системах. Принцип диссипации, являющийся одним из основных законов развития, заключается в следующем: из совокупности допустимых состояний системы реализуется то, которому отвечает минимальное рассеяние энергии или, что то же самое, минимальный рост энтропии (хаос, беспорядок). Однако для решения конкретных задач следует ограничивать как среду, так и элементарные подсистемы, т.е. однозначно определять экономику как “абсолютно открытую” или “ абсолютно закрытую” систему. Эти понятия трудно представить реально существующими, поэтому под открытостью или закрытостью экономики следует подразумевать определенную преобладающую тенденцию, которая относится к той или иной среде системы.

Яндекс.Метрика