Bedeutung des Begriffs "Phase" in Chemie und Thermodynamik

Die "Lehrbuch"-Definition lautet: "Eine Phase ist eine Form von Materie, die sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in ihrem physikalischen Zustand durchgehend einheitlich ist."

Bedeutet physikalischer Zustand makroskopisch intensive Eigenschaften wie Temperatur?

Das ist eine Lehrbuchdefinition, nicht "die" Lehrbuchdefinition. Andere Lehrbücher haben andere Definitionen.

Stellen Sie sich Wasser vor, das an seinem Tripelpunkt gehalten wird. An diesem Punkt ist ein Teil des Wassers flüssig, ein Teil fest und ein Teil gasförmig. Alle drei Phasen haben die gleiche einheitliche chemische Zusammensetzung, die gleiche Temperatur und den gleichen Druck. Einheitlichkeit der Temperatur ist in diesem Zusammenhang nicht das, was mit "physikalischem Zustand" gemeint ist.

Die Absicht des Begriffs „physikalischer Zustand“ besteht darin, Konzepte wie Festigkeit vs. Flüssigkeit vs. Gasförmigkeit, thermische und elektrische Leitfähigkeit, Kristallstruktur, Übergänge, die Wärme erzeugen oder verbrauchen usw. zu erfassen. hart genug lässt das Konzept ein wenig zusammenbrechen. Wenn man beispielsweise den kritischen Punkt umgeht, geht eine Flüssigkeit in ein Gas über, ohne einen Phasenübergang zu durchlaufen. Die Unterscheidung zwischen einem Gas und einem Plasma ist noch unschärfer.

@ David Hamm

Also zusammenfassend, korrigiert mich, wenn ich falsch liege.

Aus mikroskopischer Sicht können wir sagen, dass eine Phase eine Menge von Teilchen (Atome oder Moleküle) des gleichen Typs ist, die auf die gleiche Weise zusammengehalten werden (gleiche Struktur, gleiche Art von Bindungen).

Aus makroskopischer Sicht ist eine Phase ein Teil der Materie, dessen Eigenschaften nicht von den räumlichen Koordinaten abhängen. Mit Eigenschaften meine ich alles, was aus phänomenologischer Sicht eindeutig ist (alles, was ich mit einem sinnvollen Verfahren beobachten und messen kann).

Die beiden Ansichten sollten konsistent sein (glaube ich). Wenn wir dieser Interpretation folgen, wird eine Phase nicht durch Kontinuität, sondern durch Uniformität definiert. Das heißt, wenn sich eine Eigenschaft mit Kontinuität ändert, haben wir unendliche Phasen. Dies wäre auch kohärent mit der Art und Weise, wie die Thermodynamik diese Art von Systemen betrachtet (sie müssen in Teile zerlegt werden, die klein genug sind, um als homogen betrachtet zu werden, sonst können wir nicht von einem „Zustand“ sprechen).

Wenn wir in der Thermodynamik von Phase sprechen, meinen wir die Phasen wie flüssig, fest und gasförmig.

In der Chemie kann man Phasen haben, die sich auf die Kristallstruktur von Materialien beziehen, zum Beispiel in Perowskiten, die orthorhombischen und tetragonalen Phasen sind die häufigsten nichtkubischen Varianten.

Durch und durch gemischt, wie es in der allgemeinen Sprache der Fall ist, sprechen wir manchmal von einer Phase eines Prozesses. Eine bestimmte Phase kann in der allmählichen Entwicklung von etwas stattfinden.

Also nein - die Bedeutung des Wortes Phase in Thermodynamik und Chemie ist nicht einheitlich.