Kedves Kati!

 

Köszönöm leveled, örülök, hogy ezzel tisztázódtak a félreértések. Most tudományról lesz szó, és most azért küldöm nyilvánosan ezt a levelet, hátha mást is érdekel. A metastabilitásról. Értem azt, amit írsz, de nem értettem meg. Hadd magyarázzam meg. Értem, miről van szó, látom is a fizikai képet, amit a mondottak ki akarnak fejezni. De megérteni csak akkor tudom, ha megfelelő matematikai formába is tudom önteni: ha mindennek pontos matematikai modelljét adom. Sokszor próbálkoztam, hogy a tiedhez hasonló leírásokat matematikailag megfogalmazzam. Nem sikerült. Nézzük csak: azt írod, hogy az állapot útfüggő. Ehhez azonban az út fogalmát az állapot fogalma előtt (az állapot fogalma nélkül) kell definiálni. Milyen matematikai objektum az út? Nem tudom. Aztán úgy definiálod az egyensúlyt, mint időtől és helytől független állapotot. Ehhez kellene egy általános állapotfogalom, amelyből az adott feltétellel (idő- és helyfüggetlenség) kijelöljük az egyensúlyt.

A metastabilitás jellemzően fázisátalakulásnál jelenik meg. Ahhoz, hogy megértsem, definiálnom kell a fázisátalakulást. Ehhez viszont előbb definiálni kell a fázist. Fizikailag a fázis egyetlen anyagnak a különféle megjelenési formája. Ezért először is az anyagot kell definiálni, és csak aztán jöhet a fázis és aztán a fázisátalakulás (ami helyett én inkább a fáziskapcsolat szót használom, mert az átalakulásnak dinamikai íze van, itt azonban meg semmi dinamikáról nincs szó). A fizikai folyamatokban nem anyag, hanem anyagból álló test jelenik meg előttünk (egy vödör víz, egy darab vas). Tehát ezután definiálni kell a testet (ami itt mindig homogén testet jelent). Ez nagyon fontos szétválasztás, amit általában nem tesznek meg a termodinamikában: anyag és test. A test fogalmában benne foglaltatik a lehetséges állapotok összessége. Ezután kerülhet sor a test (vagy testek rendszere) folyamatának a definíciója, mint egy idő-állapot függvény, amelyet egy differenciálegyenlet határoz meg (dinamika). Egyensúly az időben állandó folyamat. A differenciálegyenletek egyensúlyának stabilitása matematikailag jól ismert fogalom. A metastabil egyensúly ilyen értelemben instabil. Az elsőrendű fázisátalakulást én úgy tudom értelmezni, mint két homogén testből (pl. folyadék fázisban levő illetve gőz fázisban levő testből) álló rendszer folyamatát. Olyan egyensúly, amelyben az egyik (nem akármelyik, a példában a gőz fázisban levő) test üres, instabil (ez volna a túlhevített metastabil); a többi egyensúly stabil. A vázolt sémának megfelelő pontos tárgyalás megjelent két cikkemben:

Classification of phase transitions, ZAMP, 47(1996)837-857

Dynamics of phase transitions, ZAMP, 47(1996)858-879

Mint érdekességet megemlítem, még nem láttam, hogy összevetettek volna, miben egyezik és miben különbözik a fázisátalakulások Ehrenfest- illetve Tisza-fele osztályozása. Az első cikkben adott általános definíciónak speciális esete egyik is, a másik is.

 

Üdvözlettel, Tamás