2.2 Fenòmens crítics

Una transició de fase de segon ordre és un cas particular de fenomen crític. No és difícil veure que en el punt crític l'aigua es troba en un estat amb unes propietats molt particulars.

Quan som al punt crític, una petita variació de la pressió o de la temperatura pot fer que el sistema passi a l'estat líquid, a l'estat gasós, a una barreja dels dos o a un estat on ambdues coses són el mateix.

Suposem que tenim aigua en un punt de la línia de coexistència. Si observem el sistema des de lluny, observarem regions en estat líquid i regions en estat gasós. Potser observarem que aquestes regions tenen mides molt diferents però si ens mirem el sistema de més a prop veurem que cadascuna d'aquestes zones té una mida finita i es troba en un estat ben definit (veure Fig. 5).

**Figura 5:** Sistema a la línia de coexistència, vist a vàries escales
$\begin{figure}\leavevmode \begin{center} \leavevmode\epsfxsize =10cm \epsfbox{alalinia.eps} \end{center} \protect\end{figure}$

A primer cop de vista, no observarem cap diferència al punt crític. De nou tindrem una distribució de regions líquides i gasoses de diverses mides. No obstant, si ho mirem de més a prop no podrem trobar una regió que estigui clarament en fase líquida o en fase gasosa. A mida que ens acostem, se'ns apareixeran nous detalls que faran que mai es vegi una zona que estigui en una fase ben definida (veure Fig. 6)

**Figura 6:** Sistema al punt crític, vist a vàries escales
$\begin{figure}\leavevmode \begin{center} \leavevmode\epsfxsize =10cm \epsfbox{alpunt.eps} \end{center} \protect\end{figure}$

Resumint, la diferència entre el punt crític i la línia de coexistència és que al punt crític el sistema té el mateix aspecte a qualsevol escala. En altres paraules té una estructura fractal.

Comentem molt breument tres quantitats, que ens faran servei més endavant. Són la temperatura crítica, el paràmetre d'ordre i la longitud de correlació.

La temperatura crítica és la temperatura a la que té lloc la transició de fase de segon ordre. El paràmetre d'ordre és una quantitat que val 1 a la fase més ordenada i 0 a la fase més desordenada. Normalment, és el promig d'una quantitat microscòpica. Finalment, la longitud de correlació és la distància a la qual arriba la influència d'una molècula. En principi les forces entre molècules són de curt abast però les característiques del punt crític fan que, com a les figures fetes amb fitxes de dominó, la influència d'una molècula arribi a qualsevol punt del sistema. Així doncs, la longitud de correlació es fa infinita o, com a mínim, del mateix ordre de magnitud que la mida del propi sistema.