Alm. Phase (f), Fr. Phase (f), İng. Phase. Termodinamikte heterojen bir karışımdan mekanik yolla ayrılabilen, kimyâsal ve fiziksel bakımdan homojen madde.Maddelerin üç temel fazı, katı, sıvı ve gaz (buhar) hâlidir. Bunların yanında amorf ve plazma halleri gibi haller de faz olarak kabul edilir.

Buzlu su heterojen bir karışımdır.Katı olan buz fazı ile sıvı olan su fazından meydana gelmiştir.Su ve buzun her biri ayrı bir fazı gösterir ve yine her biri homojendir. Yâni su fazının özellikleri her tarafında aynı, kezâ buzun özellikleri de buzun her tarafında aynıdır.

Atom yâhut molekül dağılımı düzenli olan, her yerde aynı olan bir madde tek bir homojen faz oluşturur.Meselâ, çözünmüş şeker, boya ihtivâ eden bir bardak su, yalnızca tek bir sıvı faz meydana getirir. Eğer buna suda çözünmeyen bir şey, meselâ kum atılırsa, sistem iki fazlı olur. Kum tâneleri katı faz oluşturur.

Faz değişimi: Eğer katı bir cismin sıcaklığı, ısı verilerek arttırılırsa, sıcaklık belirli bir değere geldiğinde katı cisim sıvı hâle geçecektir. Katı cismin tamâmı sıvı hâle geçinceye kadar sıcaklık sâbit kalacaktır. Bundan sonra da ısıtmaya devâm edilirse, zamanla sıcaklık yine yükselir.Ancak belirli bir sıcaklığa erişildiğinde, sıcaklığın yükselmesi durarak, buharlaşma başlar. Bütün sıvı buharlaşıncaya kadar, sıcaklık sâbit kalır.Verilen ısı miktarı ile orantılı olarak buharlaşma olur.Açık bir kapta kaynayan sıvı ve bunun buharı, buharlaşmanın başladığı sıcaklıktan daha yüksek sıcaklığa çıkmaz.

Katı hâlden sıvı veya gaz hâline geçiş olayına “faz değişimi” ismi verilir. Faz değişiminin ortaya çıktığı sıcaklık seviyesi, hâdisenin meydana geldiği basınca bağlıdır. Katı, sıvı ve gaz fazlarının ortaya çıkması sıcaklık ve basınca bağlıdır. Bir maddenin sıcaklık ve basınca bağlı faz diyagramı çizilirse,üç eğri görülür. Bunlar, faz değişiminin ortaya çıktığı sıcaklık ve basınçlara karşılık gelir.

Karbondioksidin faz diyagramı bunun katı şeklinin oda sıcaklığında, erimeden buhar hâline dönüştüğünü gösterir. Bu sebeptendir ki, bir “kuru buz”dan söz edilir. Oksijenin faz diyagramı, bunun oda basıncında sıvı olması için odanın çok soğuk olması gerektiğini gösterir. Oda sıcaklığında ise, sıvılaşma ancak çok büyük basınç altında gerçekleşir.

Eğrilerin arasındaki bölgelerde madde yalnızca tek bir faz (katı, sıvı veya gaz) bulunur.Sıcaklık ve basınç değişmeleri eğrilerin üzerindeki noktalara ulaşmadıkça faz değişimi olmaz. Eğrilerin üzerinde yer alan herhangi bir basınç ve sıcaklık noktasında katı-sıvı, katı-buhar veya sıvı-buhar iki farklı faz denge hâlinde bulunur.Meselâ, sıvının Buhar basıncının ve sıcaklıkla değişimini gösteren eğri, sıvı ve buhar fazları arasında bir sınır oluşturur.Sıvı-buhar eğrisinin son noktası kritik noktayı gösterir. Bu noktanın üzerinde sıvı ve buhar birbirinden ayırt edilemez.Madde “akışkan” diye adlandırılır.

Üç eğrinin kesiştiği nokta üç fazın da dengede bulunduğu tek durumdur. Bu nokta bir tek basınç ve sıcaklıkta ortaya çıkar.

Fazlar kuralı: Termodinamik denge durumundaki bir sistemin değişkenleri arasındaki bağıntıyı veren ifâde F= C-p+2 şeklindedir. Burada F, sıcaklık, basınç ve kompozisyon (bileşim) gibi etkili değişkenlerin serbestlik dereceleridir. C, kimyâsal bileşenlerin sayısını, P ise faz sayısını gösterir. Bu ifâdeden anlaşılacağı gibi tek fazlı, tek bileşimli bir sistemin serbestlik derecesi ikidir ve sınır değerleri arasında herhangi bir sıcaklık ve basınç noktasına ulaşılabilir. Eğer bileşen sayısı bir ve faz sayısı iki ise (meselâ sıvı ve buhar) bu durumda serbestlik derecesi yalnızca birdir ve her sıcaklık için bir basınç değeri vardır. Bir bileşen ve üç faz için (diyagramdaki üçlü nokta) serbestlik derecesi yoktur. Sıcaklık ve basınç sâbit bir değere sâhiptir, değiştirilemez.