7.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Вещества могут находиться в различных фазовых состояниях - в твердом, жидком, газообразном. Например, смесь речного и сахар- ного песка состоит из двух твердых фаз; смесь жидких ртути и воды, практически не смешивающихся друг с другом, состоит из двух жидких фаз - ртути и воды, тогда как смесь жидких воды и этанола, неограниченно смешивающихся друг с другом, образует одну жидкую фазу. Cмесь разных газов (паров) в обычных условиях не расслаивается и образует одну фазу - газообразную. Твердое вещество иногда может образовывать различные кристаллические модификации, то есть различные твердые фазы. Так, сера образует две кристаллические модификации - ромбическую и моноклинную серу, различающиеся кристаллической структурой и физическими свойствами. Вода в твердом состоянии может, в зависимости от условий, существовать в форме семи различных твердых кристаллических фаз; обычный лед - это только одна из возможных кристаллических модификаций воды. Углерод также может существовать в различных фазовых состояниях: графит, алмаз, фулирены.
В твердой фазе вещество может не только образовывать кристаллы (кристаллическая фаза), но и находиться в аморфном состоянии, не имеющем выраженной кристаллической структуры. Одно и то же вещество или смесь веществ могут при определенных условиях одновременно существовать в жидком, твердом и парообразном состояниях, либо находящихся в равновесии, если внешние условия не изменяются и нет обмена теплотой с окружающей средой, либо не находящихся в равновесии, например, в процессе кристаллизации, плавления, парообразования.
Рассмотрим некоторые основные понятия, относящиеся к фазовым равновесиям и фазовым переходам (фазовым превращениям).
Фаза - совокупность однородных (гомогенных) частей системы, имеющих одинаковый состав и свойства и отделенных от других частей системы видимыми границами раздела.