Изменение теплоемкости при фазовых превращениях

1). В соответствии с общепринятой классификацией фазовых превращений, к фазовым превращениям первого рода относятся переходы, при которых скачкообразно изменяются первые производные свободной энергии по температуре и давлению, т.е. энтропия S и объем V:

(27)

Со скачком энтропии Δ S _пр связана теплота фазового перехода Δ H _пр = T _прΔ S _пр, выделяющаяся или поглощающаяся при переходе первого рода. Такие превращения протекают при постоянной температуре и для них характерно наличие границы раздела фаз. К фазовым превращениям этого типа относятся плавление (кристаллизация), испарение (сублимация, конденсация), полиморфные превращения в кристаллических веществах.

2). Фазовыми превращениями второго рода являются переходы, при которых первые производные G по Т и p остаются непрерывными, тогда как вторые производные по этим переменным испытывают скачкообразное изменение. К ним, прежде всего, относится теплоемкость, определяемая выражением

. (28)

К фазовым превращениям второго рода, испытывающим скачок теплоемкости, относятся, например, некоторые переходы «порядок – беспорядок» в сплавах, переходы из ферромагнитного в парамагнитное состояние, сверхпроводящий переход.

На рис. 5 приведена экспериментальная кривая зависимости теплоемкости железа от температуры, на которой скачок теплоемкости в точке Кюри при T_К = 1042 К и разрывы при 1184 К, (α→γ полиморфное превращение) и при 1665 К (γ→δ превращение) соответствуют переходам II и I рода соответственно.