From Wikipedia, the free encyclopedia
I fysikvidenskaberne er en fase eller stoffase tilstanden af det makroskopiske fysiske system, som har nogenlunde ens kemisk sammensætning og fysiske egenskaber (f.eks. massefylde, krystalstruktur, brydningsindeks...). De mest kendte faseeksempler (tidligere tilstandsformer) er:
Mindre kendte faser omfatter stoffers diamagnetiske, paramagnetiske og ferromagnetiske faser.
Her er en liste over nogle af de videnskabeligt anerkendte stoffaser:
Her udover spekuleres der i yderligere tilstandsformer/faser:
Selvom faser er begrebsmæssigt simple, er de svære at definere præcist. En god definition af et systems fase, er et område i parameterrummet af systemets termodynamiske variable, hvor den "frie" energi opfører sig matematisk analytisk.
Det kan også udtrykkes ved, at 2 forskellige tilstande af et system er samme fase, hvis de kan afbildes til hinanden uden hop eller knæk i enhver af deres termodynamiske egenskaber.
Når et system går fra en fase til en anden, vil der generelt være et hop eller knæk, hvor den frie energi er ikke-analytisk. Dette benævnes en faseovergang, faseskift. Almindelige kendte faseovergange er smeltning (fast til flydende) og fortætning (kondensation, gas til flydende). Grundet denne ikke-analytiske, vil den frie energi på begge sider af faseskiftet være 2 forskellige analytiske funktioner, så en eller flere termodynamiske egenskaber vil opføre sig meget anderledes efter faseskiftet.
Den mest undersøgte termodynamiske egenskab er varmekapacitet. Ved et faseskift vil varmekapacitetsgrafen enten gå mod uendelig, hoppe til en anden værdi eller knække (en af funktionens afledede vil være diskontinuert).
Mulige varmekapacitetsgrafer (C) som funktion af temperaturen (T) ved et faseskift.
Et systems forskellige faser kan repræsenteres med et fasediagram. Diagrammets akser er de relevante termodynamiske variable. For simple mekaniske systemer anvendes hovedsageligt tryk og temperatur. Den følgende figur viser et fasediagram for et typisk stof som udviser en fast-, flydende- og gas-fase.
En kendt formel, idealgasligningen, som gælder for en afspærret mængde af en ideel gas og tilnærmelsesvis også for molekylære gasser er:
P * V = n * R * T
Formlen gælder netop kun når stoffet er på gasform. Hvis noget af stoffet fortættes eller sublimerer, så gælder formlen ikke. Så længe formlens variable er strengt matematisk positive er formlen analytisk, lige meget hvilken variabel der isoleres.
Stofblandinger kan være homogene eller heterogene, eller i flere faser, f.eks. en blanding af olie og vand (se billedet).
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.