[科普中国]-相变潜热

相变潜热简称潜热，指单位质量的物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。这是物体在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的特点之一。固、液之间的潜热称为熔解热（或凝固热）,液、气之间的称为汽化热（或凝结热）,而固、气之间的称为升华热（或凝华热）。

定义在固定的压强和温度下每摩尔物质发生某种一级相变时所放出或吸收的热量1。系统内1 mol物质在恒温(T)，恒压(P)下，由母相(α)转变为新相（β）时所吸收或放出的热量，单位为J/mol。

计算公式由相平衡条件，即两相化学势相等：

μα（T,P）=μβ（T,P）

可得到相变潜热：

L=T(sβ—sα)=hβ—hα=△h

式中小写的s和h分别表示摩尔熵和摩尔热焓2。

相变的定义相的数目或相的性质的变化。一个由大量原子或分子组成的系统，在一定的外部约束条件的作用下，当达到平衡时，系统内会划分为一个或多个相互区别的均匀区域。凡是那些具有等同的规定其性质的强度参数(密度，化学位、成分、磁有序度等)的均匀区域便构成一个相。两个相可以是两个不同的聚集状态(如汽、液、固态等)，也可以是在相同聚集态下的不同晶体结构(如αSiO2、βSiO2等)或具有不同的有序参数的状态(如铁磁态、顺磁态等)。当外界施加的约束条件(如温度、压强、磁场强度等)改变时，会引起系统中相的数目或相的性质发生变化，这就是相变，如αFe—>γFe 液态—固态。相变是宏观态的变化，自由能减少是变化方向的判据。材料科学技术工作者较多重视由原子在空间排列所规定的晶体结构的变化，化学成分和长程有序度等的变化，而物理学工作者则较多关心超流、超导、磁有序等涉及能级有序的相变3。

相变的类型相变的类型很多，根据相变的某种属性的特征可作粗线条的分类:根据热力学函数可分为一级相变、二级相变;根据对抗涨落的稳定性分为连续相变、非连续相变;根据新相生长时的控制环节，可分为扩散控制的相变和界面控制的相变;根据新相生成时原子迁移的特点，分为有扩散相变(散漫移动式相变)、无扩散相变(行列移动式相变)等。还有，由传质控制的相变，或由传热控制的相变(凝固)等。当然，有些相变不是这样截然划分所能概括的。矿物学家和陶瓷材料科学家在传统上将相变分为重构型相变和位移型相变，前者指相变时将原有的化学键拆开重新结合成新键而构成新晶体，后者则指相变时仅涉及结合键的长度和夹角大小的改变4。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学