Fases son los estados de la materia que pueden existir en
equilibrio y en contacto térmicos simultáneamente. [19, 257]
Los cambios de fase ocurren cuando algunas de las variables utilizadas en la
descripción macroscópica cambian bajo ciertas condiciones
de equilibrio; ya sea por agentes externos o internos.
La descripción del fenómeno desde el punto de vista termodinámico lleva a utilizar la temperatura y presión como variables; los cuales permanecen constantes durante la transición. La entropía y el volumen son variables durante el proceso. Además, debido a que se realizan bajo condiciones de equilibrio termodinámico, los cambios de fase son reversibles.
Las isotermas en los diagramas son horizontales durante las
transiciones de fase. Entonces, es posible describir completamente la
transición conociendo el estado final y el estado inicial. Es
independiente de los estados intermedios, se calculan los potenciales
químicos y se encuentran las variables involucradas en la
transición. Entre los cambios de fase más conocidos se encuentran:
la fusión y la sublimación. Entre los cambios de fase menos
conocidos se encuentra el pasar de un arreglo cristalino a otro. Como
ejemplo de lo anotado, el grafito se convierte en diamante. [19, 264]
Un punto ordinario de una transición de fase en un diagrama de estado no
es únicamente una singularidad matemática de las cantidades
termodinámicas de una sustancia. Para cada fase existen desigualdades
que no son violadas en ese punto. En el punto de la transición los
potenciales químicos son iguales en ambas fases. El punto crítico es
un concepto introducido por D.I. Mendeleev en 1860. Indica la región del
plano donde la sustancia se vuelve homogénea. Donde existe un punto
crítico una transición contínua puede efectuarse entre dos
estados de la sustancia sin separar las dos fases.