Статья

Статья

Обзоры

2010. Т. 48. № 6. С. 1005–1030

Воробьев В.С., Малышенко С.П.

Термодинамика фазовых превращений в жидкостях во внешних полях

Рассматриваются условия фазовых равновесий и превращений в жидкости, находящейся в неоднородном внешнем потенциальном поле сил. Если сила, действующая на единицу массы, зависит от фазового состояния, то возникает индуцированный полем сдвиг фазового равновесия. В результате на границе раздела фаз при одинаковых температурах химические потенциалы вещества фаз не совпадают, хотя полный химический потенциал постоянен по системе. При этом одна из фаз находится в состоянии, которое в отсутствие поля было бы метастабильным. Такое индуцированное полем фазовое равновесие становится невозможным, когда одна из фаз достигает предельного состояния (спинодали). В этом случае система скачком переходит в новое диспергированное состояние. Показано, что отмеченные выше особенности фазовых равновесий в жидкостях во внешних полях проявляются в различных физических системах и процессах. Это электрический взрыв проводников, электровзрыв микроострий на поверхности катода, разрушение поверхности диэлектриков быстрыми многозарядными ионами. Электрическое поле способствует также образованию зародышей конкурирующей фазы в пересыщенном паре и перегретой жидкости и облегчает вскипание жидкостей на неоднородных обогреваемых поверхностях. Обсуждаются возможности достижения необычных состояний веществ, таких, как глубоко переохлажденный водород и лед при комнатной температуре, при воздействии внешних полей.