Фазова рівновага, одночасне існування термодинамічно рівноважних фаз в багатофазній системі. Прості приклади – рівновага рідини зі своєю насиченою парою, рівновага води і льоду при температурі плавлення, розшарування змішай води з триетиламіном на два що не змішуються шаруючи (дві фази), відрізняються концентраціями. У рівновазі можуть знаходитися (у відсутності зовнішнього магнітного поля) дві фази феромагнетика з однаковою віссю намагнічення, але різним напрямом намагніченості; нормальна і надпровідна фази металу в зовнішньому магнітному полі і т.д.
При переході в умовах рівноваги частки з однієї фази в іншу енергія системи не міняється. Іншими словами, при рівновазі хімічні потенціали кожної компоненти в різних фазах однакові. Звідси слідує фаз правило Гіббса: у речовині, що складається з до компонент, одночасно можуть існувати не більше ніж до + 2 рівноважних фази. Наприклад, в однокомпонентній речовині число одночасно існуючих фаз не перевершує три (див. Потрійна точка ) . Число термодинамічних мір свободи, т. е. змінних (фізичних параметрів), які можна змінювати, не порушуючи умов Ф. р., рівне до + 2 – j, де j – число фаз, що знаходяться в рівновазі. Наприклад, в двокомпонентній системі три фази можуть знаходитися в рівновазі при різних температурах, але тиск і концентрації компонент повністю визначаються температурою.
Зміна температури фазового переходу (кипіння, плавлення і ін.) при нескінченно малій зміні тиску визначається Клапейрона – Клаузіуса рівнянням . Графіки, що змальовують залежність одних термодинамічних змінних від інших в умовах Ф. р., називаються лініями (поверхнями) рівноваги, а їх сукупність – діаграмами стану . Лінія Ф. р. може або перетнутися з іншою лінією рівноваги (потрійна крапка), або кінчитися критичною точкою .
В твердих тілах із-за повільності процесів дифузії, що приводять до термодинамічної рівноваги, виникають нерівноважні фази, які можуть існувати поряд з рівноважними. В цьому випадку правило фаз може не виконуватися. Правило фаз не виконується також і у тому випадку, коли на кривій рівноваги фази не відрізняються один від одного (див. Фазові переходи ) .
В масивних зразках у відсутності дальнодействующих сил між частками число кордонів між рівноважними фазами мінімально. Наприклад, в разі двофазної рівноваги є лише одна поверхня розділу фаз. Якщо хоч би в одній з фаз існує дальнодействующєє поле (електричне або магнітне), що виходить з речовини, то енергетично вигідніші рівноважні стани з великим числом періодично розташованих фазових кордонів (домени феромагнітні і сегнетоелектрічеськие, проміжний стан надпровідників) і таким розташуванням фаз, щоб дальнодействующєє поле не виходило з тіла. Форма кордону розділу фаз визначається умовою мінімальності поверхневій енергії . Так, в двокомпонентній суміші за умови рівності щільності фаз кордон розділу має сферичну форму. Ограновування кристалів визначається тією плоскістю, поверхнева енергія якої мінімальна.
Літ.: Ландау Л. Д., Ахиезер А. І., Ліфшиц Е. М., Курс загальної фізики. Механіка і молекулярна фізика, 2 видавництва, М. 1969; Френкель Я. І., Статистична фізика, М. – Л., 1948.
