ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
4.3. Фазовые переходы в однокомпонентной системе. Уравнение
Клапейрона – Клаузиуса.
Если система содержит две фазы
Ф
1
и Ф
2
, состоящих из одного
вещества, то такая система при заданных Т и Р будет находиться в
равновесии при условии (4.1)
µ
Ф1
= µ
Ф2
.
Индекс, обозначающий вещество , опущен, так как фазы состоят из
одного вещества. В этом частном случае µ
i
= G
i,m
, т.е. химический
потенциал равен термодинамическому потенциалу одного моля чистого
вещества. Условие равновесия можно записать и так
G
Ф1,m
= G
Ф2,m
.
Изменим на бесконечно малую величину температуру и давление,
сохранив состояние равновесия. Тогда суммарное изменение
потенциала Гиббса будет равно нулю, т.е.
dG
Ф1,m
= dG
Ф2,m
.
При фазовых переходах в однокомпонентной системе состав не
меняется, поэтому
dG
Ф1,m
= V
Ф1
dP – S
Ф1
dT,
dG
Ф2,m
= V
Ф2
dP – S
ф2
dT.
Приравняв правые части в этих равенствах, получим
dP
dT
S
S
VV
S
V
ФФ
ФФ
=
−
−
=
21
21
∆
∆
.
(4.4)
В уравнении (4.4)
∆
S – прирост энтропии при переходе одного моля
вещества из фазы Ф
1
в фазу Ф
2
при Р и Т = const. В этих условиях
∆
G =
∆Η
−
T
⋅∆
S = 0 и, следовательно
∆
∆
S
Н
Н
Т
Н
Т
ФФ
=
−
=
21
,
где
∆Η
- молярная скрытая теплота фазового перехода,
проходящего при температуре
Т . Тогда окончательно получим
86
4.3. Фазовые переходы в однокомпонентной системе. Уравнение
Клапейрона – Клаузиуса.
Если система содержит две фазы Ф1 и Ф2 , состоящих из одного
вещества, то такая система при заданных Т и Р будет находиться в
равновесии при условии (4.1)
µФ1 = µФ2.
Индекс, обозначающий вещество , опущен, так как фазы состоят из
одного вещества. В этом частном случае µi = Gi,m, т.е. химический
потенциал равен термодинамическому потенциалу одного моля чистого
вещества. Условие равновесия можно записать и так
GФ1,m = GФ2,m .
Изменим на бесконечно малую величину температуру и давление,
сохранив состояние равновесия. Тогда суммарное изменение
потенциала Гиббса будет равно нулю, т.е.
dGФ1,m = dGФ2,m.
При фазовых переходах в однокомпонентной системе состав не
меняется, поэтому
dGФ1,m = VФ1dP – SФ1dT,
dGФ2,m = VФ2dP – Sф2dT.
Приравняв правые части в этих равенствах, получим
dP SФ2 − SФ1 ∆S
= = . (4.4)
dT VФ2 −VФ1 ∆V
В уравнении (4.4) ∆S – прирост энтропии при переходе одного моля
вещества из фазы Ф1 в фазу Ф2 при Р и Т = const. В этих условиях
∆G = ∆Η − T⋅∆S = 0 и, следовательно
НФ2 − НФ1 ∆Н
∆S = = ,
Т Т
где ∆Η - молярная скрытая теплота фазового перехода,
проходящего при температуре Т . Тогда окончательно получим
86
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- …
- следующая ›
- последняя »
