Физическая химия. Колпакова Н.А - 91 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

91
системе содержащей несколько фаз равновесие будет описываться несколь-
кими точками, выражающими состав и условия при которых находится каж-
дая фаза.
Когда число степеней свободы равно единице (моновариантная систе-
ма) равновесие описывается линией, своей для каждой фазы, находящейся в
равновесии. Т. е. каждому значению температуры и давления в области рав-
новесного существования системы каждой фазе будет соответствовать строго
определенный состав.
Если С = 2 (дивариантная система) равновесное существование каждой
фазы будет описываться поверхностью. Когда же С = 3 (тривариантная сис-
тема) каждой фазе будет соответствовать трехмерный объем пространства. И
т. д.
Уравнение, выражающее зависимость числа степеней свободы от числа
компонентов и числа фаз, находящихся в равновесии, называется правилом
фаз Гиббса или законом равновесия фаз. Для системы, на которую из внеш-
них факторов оказывают воздействие только температура и давление, прави-
ло фаз будет выражаться уравнением (172). В общем случае, когда на систему
могут оказывать воздействие n внешних факторов (кроме температуры и дав-
ления это могут быть воздействия гравитационного или электрического по-
лей) правило фаз запишется следующим образом:
С = К – Ф + n (173)
Таким образом, можно сказать, что число степеней свободы равновесной
термодинамической системы равно числу компонентов минус число фаз
плюс число внешних факторов оказывающих влияние на систему.
Правило фаз было опубликовано Гиббсом в 1876 г. и, вероятно, пред-
ставляет собой наиболее изящный результат во всей химической термодина-
мике. Поскольку число степеней свободы не может быть меньше ноля, это
простое выражение позволяет определить максимальное число фаз, которые
могут находиться в равновесии в некоторой определенной системе.
6.2. ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ
В однокомпонентной системе фазы представляют собой одно и то же
вещество, находящееся в различных агрегатных состояниях. Если вещество
может давать различные кристаллические модификации (так называемые ал-
лотропные модификации), то каждая из модификаций представляет собой
особую фазу. Например, вода образует шесть различных модификаций льда,
сера имеет ромбическую и моноклинную аллотропные модификации, фос-
фор, олово, железо и многие другие элементы и вещества могут образовывать
различные кристаллические модификации. С помощью правила фаз можно

Страницы