21.3: La entropía de una transición de fase se puede calcular a partir de la entalpía de la transición de fase

Las transiciones de fase (por ejemplo, fusión) ocurren a menudo en condiciones de equilibrio. Hemos visto que tanto la curva como\(H\) las\(S\) curvas experimentan una discontinuidad a temperatura constante durante la fusión, debido a que hay una entalpía de fusión que superar. Para una transición de fase general en equilibrio a constante\(T\) y\(P\), podemos decir que:

\[Δ_{trs}G = Δ_{trs}H - T_{trs}Δ_{trs}S = 0 \nonumber \]

\[Δ_{trs}H = T_{trs}Δ_{trs}S \nonumber \]

\[\dfrac{Δ_{trs}H}{T_{trs}}=Δ_{trs}S \nonumber \]

Para fundir un sólido cristalino, ahora vemos por qué hay un salto repentino en la entalpía. La razón es que el sólido tiene una estructura mucho más ordenada que el sólido cristalino. La disminución del orden implica un finito\(Δ_{trs}S\). Debemos recalcar en este punto que aquí estamos hablando de transiciones de primer orden. La razón de esta terminología es que la discontinuidad está en una función como\(S\), es decir, una derivada de primer orden de\(G\) (o\(A\)):

\[\left(\frac{\partial\bar{G}}{\partial T}\right)_P=-\bar{S} \nonumber \]

Las derivadas de segundo orden (por ejemplo, la capacidad calorífica) mostrarán una singularidad (+∞) en el punto de transición.

Cada transición de fase tendrá un cambio en la entropía asociada a ella. Los diferentes tipos de transiciones de fase que pueden ocurrir son:

\(l \rightarrow g\)	Vaporización/ebullición
\(g \rightarrow l\)	Condensación
\(s \rightarrow l\)	Fusión/ fusión
\(l \rightarrow s\)	Congelación
\(s \rightarrow g\)	Sublimación
\(g \rightarrow s\)	Deposición
\(s \rightarrow s\)	Transición de fase sólida a sólida