Физики (после Эренфеста) различают два вида фазовых переходов – первого и второго рода. При переходе первого рода теория указывает на разрыв первых производных (откуда идет его название) свободной энергии по температуре и давлению. Происходит скачок по внутренней энергии и объему, плотности, упорядоченности. Почти так же, как взаимосвязь атомов при образовании молекулы приводит к выделению энергии (обменная энергия, энергия связи, «работа выхода»). Например, при кристаллизации жидкости выделяется теплота. Чтобы лучше представить превращение, рассматривают две фазы раздельно, выявляя затем в сочетании, как реализуется то или иное качество при преобразовании. Например, начало представляют в качестве идеальной жидкости, а итог – пользуясь моделью идеального кристалла.
При фазовых переходах второго рода скачок испытывают вторые производные свободной энергии по температуре и по давлению: коэффициент теплового расширения, теплоемкость и сжимаемость, – а внутренняя энергия и объем в точке перехода не изменяются. Теплота при переходе не выделяется и не поглощается. Изменяется конфигурация взаимосвязей, их симметрия. Кристалл остается кристаллом, но его решетка, положим, тетрагональной модификации превращается в кубическую с повышением симметрии. Особенностью этого перехода является непрерывность изменения состояния тела, так что в точке перехода состояния обеих фаз совпадают, хотя симметрия меняется скачком. Это обстоятельство делает фазовый переход второго рода более удобным для формализации, чем переход первого рода, когда два различных состояния, различных качества, могут сосуществовать в точке перехода. Видимо, поэтому на них чаще всего опираются теории синергетики.
ДОСТОИНСТВО