6.7 Transizioni di Fase Generali
Solidi, liquidi, gas, diagrammi di fase e potenziale chimico
Le transizioni di fase non si limitano al magnetismo. Comprendere le transizioni tra solido, liquido e gas richiede il concetto di potenziale chimico.
Fasi della Materia
- Solidi: struttura rigida, atomi in posizioni fisse
- Liquidi: fluiscono ma mantengono volume, densi
- Gas: fluiscono e riempiono il contenitore, diluiti
Diagrammi di Fase
Un diagramma di fase mostra le regioni di stabilità delle diverse fasi in funzione di temperatura e pressione. Le linee di confine rappresentano le condizioni di coesistenza.
Punto Triplo
Il punto triplo è dove coesistono solido, liquido e gas. Per l'acqua:
Punto Critico
Sopra il punto critico, non c'è distinzione tra liquido e gas (fluido supercritico).
Potenziale Chimico e Equilibrio
Potenziale Chimico
Il potenziale chimico è l'energia libera di Gibbs per particella:
Condizione di Equilibrio tra Fasi
All'equilibrio tra due fasi, i potenziali chimici sono uguali:
Questa condizione determina le linee di coesistenza nel diagramma di fase.
Equazione di Clausius-Clapeyron
Clausius-Clapeyron
La pendenza della linea di coesistenza è data da:
dove è il calore latente e è la variazione di volume nella transizione.
Nota