Термодинаміка

(2) кожна адіабата перехрещується з кожною ізотермою тільки в одній точці.

(3) адіабата виглядає схожою на ізотерму, за винятком того, що при адіабатичному розширенні витрачається більше тиску ніж при ізотермічному, тому вона має більший уклін (більш "вертикальна").

(4) якщо ізотерми увігнуті "північно-східному" напрямку (45 °), то адіабати увігнуті у "схід-північно-східному" (31 °).

Наступне креслення зображує P-V діаграму з суперпозицією адіабат та ізотерм.

Ізотерми — червоні лінії, адіабати — чорні. Абсциса -- вісь V, ордината -- вісь P.

9. Термодинамíчна фаза

Термодінамíчна фаза — термодинамічно рівноважний стан речовини, відмінний по своїми фізичними властивостями від інших фаз тієї ж речовини. Різні фази володіють різними варіантами упаковки молекул (для кристалічних фаз, різними кристалічними ґратками), і, отже, своїми характерними значеннями коефіцієнта стисливості, коефіцієнта теплового розширення і іншими характеристиками. Крім того, різні фази можуть мати різні електричні (сегнетоелектрики), магнітними (феромагнетики), і оптичні властивості (наприклад, твердий кисень).

Термодинамічні фази на фазовій діаграмі

На фазовій діаграмі речовини різні термодинамічні фази займають певні області. Лінії, що розділяють різні термодинамічні фази, називаються лініями фазового переходу. Якщо речовина знаходиться в умовах, що відповідають крапці усередині якої-небудь області, то воно повністю знаходиться в цій термодинамічній фазі. Якщо ж стан речовини відповідає точці на одній з ліній фазових переходів, то речовина в термодинамічній рівновазі може знаходитися частково в одній, а частково в іншій фазі. Пропорція двох фаз визначається, як правило, повною енергією, запасеною системою. При повільній (адіабатичному) зміні тиску або температури, речовина описується точкою, що рухається, на фазовій діаграмі. Якщо ця точка в своєму русі перетинає одну з ліній, що розділяють термодинамічні фази, відбувається фазовий перехід при якому фізичні властивості речовини міняються стрибкоподібно.

Не всі фази повністю відокремлені один від одного лінією фазового переходу. В деяких випадках, ця лінія може обриватися, закінчуючись критичною крапкою. В цьому випадку, можливий поступовий, а не стрибкоподібний перехід з однієї фази в іншу в обхід лінії фазових переходів.Точка на фазовій діаграмі, де сходяться три лінії фазових переходів, називається потрійною точкою. Звичайно під потрійною точкою речовини мається на увазі окремий випадок, коли сходяться лінії плавлення, кипіння і сублімації, проте на достатньо багатих фазових діаграмах може бути декілька потрійних точок. Речовина в потрійній точці в стані термодинамічної рівноваги може частково знаходитися у всіх трьох фазах. На багатовимірних фазових діаграмах (тобто якщо окрім температури і тиску присутні інші інтенсивні величини) можуть існувати четверні і т.д. точки.

Термодинамічні фази і агрегатні стани речовини

Набір термодинамічних фаз речовини звичайно значно багатший за набір агрегатних станів, тобто один і той же агрегатний стан речовини може знаходитися в різних термодинамічних фазах. Саме тому опис речовини в термінах агрегатних станів досить огрублене, і воно не може розрізнити деякі фізичні різні ситуації.

Багатий набір термодинамічних фаз пов'язаний, як правило, з різними варіантами порядку, які допускаються в тому або іншому агрегатному стані.

У газоподібному стані речовина не посідає жодного порядку. Відповідно, в газоподібному стані будь-яка речовина посідає лише одну термодинамічною фазою. (Фазові переходи типу дисоціації молекул або іонізації є, за визначенням, переходами однієї речовини в іншу).

Рідина має порядок трансляції, але, як правило, не має орієнтаційного порядку. В результаті у однієї і тієї ж рідини можуть бути різні термодинамічні фази, проте кількість їх рідко перевищує одиницю. Так, наприклад, існування нової рідкої фази знайдено в переохолодженій воді. Інший, специфічний, приклад: надтекучий стан в рідкому гелії.