Основы химической физики. Простов В.Н. - 89 стр.

                           4.4 Стабильность фаз

     Химический потенциал фаз должен быть одинаков, когда система
находится в равновесии. Обозначим химические потенциалы твёрдой,
жидкой и газообразной фаз как µтв, µж и µг. Зависимость этих
потенциалов от температуры при постоянном давлении даётся
формулой

          ⎛ дµ ⎞
          ⎜    ⎟
          ⎜    ⎟       =− S .                                      (4.6)
          ⎝ дТ ⎠           m
                   Р
В однокомпонентной системе µ = Gm , а Sm – энтропия одного моля
вещества, величина всегда положительная. Можно сразу же сделать
вывод, что при повышении температуры химический потенциал
понижается. Соответствующий градиент химического потенциала
больше для газа, чем для жидкости, больше для жидкости, чем для
твёрдого тела, так как Sm,тв < Sm,ж < < Sm,г. Эти выводы дают
возможность нарисовать качественный график (рис. 4.3.) зависимости
химического потенциала от температуры для трёх возможных фаз
однокомпонентной системы.
     µ
                                Р = const.


            тв. тело
          стабильно                  жидкость
                                     стабильна

                                                    газ
                                                    стабилен


                                   Тпл           Ткип          Т

     Рис. 4.3. Зависимость химического потенциала от температуры для
           трёх фаз в однокомпонентной системе.

     График показывает области температур, в которых каждая фаза
наиболее стабильна. При высоких температурах наиболее стабилен газ,
но при температуре кипения Ткип химический потенциал газа становится
выше химического потенциала жидкости, и тогда жидкость более
стабильна. При дальнейшем понижении температуры жидкость
достигает точки Тпл , где наиболее стабильна твёрдая фаза, и жидкость

                                         89