相变的分类-易佳

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相变的分类 ( 根据吉布斯相律，一均匀的相具有两个强度量自由度只要没有附加的自由度，如电或磁 )- 偶极矩，很多情况下会选择压强和温度。第三个强度变量由吉布斯杜哈姆公式得出。 很清楚，结构的重新排列联系着相变，例如对水，在冰结品中。水分子在宏观距离上有序， ( 而在液相里，这种有序消失了。然而，在液体里仍有一定的有序性，因为水分子它们是电 ) 偶极子相互靠得很近。只有在气相里、分子之间的平均自由程成为如此的大，以致其相互 作用可以忽略，粒于的运动几乎是自由的了。 (1937) 可以证明，在相变中大部分的结构的重排可以用所谓的序参量来描写朗道，．这个 序参量，在下面我们将一般用表示，显示了不同相之间的主要差异。例如， 或或熵，都是各种情况下的序参量。 相变时伴随着熵的不连续性称为不连续相变或第一级相变。另一方面，相变时熵连续则称 为连续相变或第二级相变。 G 为了得到更一般的相变的唯一的分类法，我们从吉布斯自由焓出发，把自由焓作为自 然变量的函数是比较方便的。除了粒子数以及温度以外，进一步出现的强度量如压强、磁场、 电场等等，这些代表了可以由外界控制的状态变量。然后相应的广延量像熵、体积以及磁偶 极矩和电偶极矩都可以根据下式得到 h 这里我们用字母表示有关的场变量。为其共扼的场量。一般讲这是与有关的序参量 ( 联系的一个简单的方法，为了这理由，我们用同样的符号例如，压强一体积，温度一墒， ) 磁场一磁偶极矩，等等 例如对第一种相变，自由焓关于外场的第一级导数是不连续的： 这不连续性使得高级的导数产生发散，如比热，压缩系数，膨胀系数和磁化率。 n 对二级或更高的级相变．自由焓的第一级导数是连续的；然而，第二级导数如比热或 n 磁化率，或级的导数不连续或发散。没有外磁场下的转变成超导是这种相变的一个例子。 相变举例 液晶 在某些有机物质中，有具有高分子量以及长条形的分子。在熔化过程中，分子的长距离的 n(xy 有序不会遗失。即使在液相，分子也有一定的有序，可以用一个与位置有关的矢量，， z) 来描写。与普通的液体比较，液晶不是各向同性的。依赖于指向的种类，人们可以区分不 (1)zxy 同的型式图。在向列相．分子有一定的方向优势，即方向，与以及方向没有关联。 — 在另一方面，层列相以分子一定优势方向分成层次，每一层又有些次结构山现，每 x,y(A) 层之间可以彼此滑动。在一层内，分子可以与方向没有关联地任意分布层列相，这