相転移

質問

一次相転移と二次相転移をそれぞれ何かがよく理解していません。
簡単に説明して頂けたら幸いです。

回答No.1

vortexcore · ベストアンサー

教科書的回答ですが・・・。

相転移は高温相の自由エネルギーと低温相の自由エネルギーが等しくなる温度Tcで起こります。「自由エネルギーの温度による一階微分がTcで不連続な相転移」、すなわち高温相の自由エネルギーと低温相の自由エネルギーのグラフを温度の関数として描いたときに、Tcでクロスするような相転移を一次転移と呼びます。一方、温度微係数は連続だが（つまりTcで自由エネルギーが滑らかにつながっている）、「自由エネルギーの温度による二階微分が不連続な相転移」を二次相転移と呼んでいます。

自由エネルギーの温度微係数はエントロピーですから、一次相転移の場合はTcでエントロピーが不連続に変化することになり、エントロピー変化に比例した潜熱が発生し、一般に温度の上げ下げでヒステリシスを示します。固体液体間の転移（氷が解ける等）等がこれにあたります。

二次転移の場合は微係数は連続なので、潜熱は発生しませんが、二次微係数に比例した比熱には不連続が現れます。磁場が無いときの超伝導転移や多くの磁気相転移はこれにあたります。

お礼

本当に有難うございます。感謝の限りです。御丁寧に例まで書いていただいて、
とてもわかり易かったです。