Термодинамика и статистическая физика. Розман Г.А. - 45 стр.

                                                                           45
устанавливается динамическое равновесие между жидкостью и паром. Уча-
сток вС соответствует переохлажденному пару, его можно осуществить,
очищая пар от всевозможных центров конденсации. Участок аВ соответ-
ствует перегретой жидкости, освобожденной от всевозможных центров па-
рообразования. При повышении температуры участок конденсации при по-
стоянном давлении сужается и при определенной температуре – критичес-
кой температуре Т кр - исчезает различие между жидкостью и паром. Знаме-
нитому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву принадлежит приоритет
изучения этого состояния вещества.


     Условия равновесия двухфазной однокомпонентной
                         системы

     Воспользуемся полным дифференциалом для внутренней энергии
с учетом изменения числа частиц:
                 d U = T d S – p d V + μdN .             (85)
     Составим это выражение для каждой фазы замкнутой системы:
                    dU 1 = T1 dS1 − p1dV1 + μ1dN 1 ,
                                                                    (86)
                    dU 2 = T2 dS 2 − p 2 dV2 + μ 2 dN 2 .
    В силу замкнутости системы автоматически выполняются следую-
щие равенства:
            dU 1 = − dU 2 , dV1 = − dV2 , dN 1 = − dN 2 , dS1 = − dS 2 . (87)
     Будем рассматривать упрощенные случаи. Пусть фазы не изменя-
ют свой объем и не обмениваются частицами, т.е.
                  dV1 = 0, dV2 = 0, dN 1 = 0, dN 2 = 0.
Тогда, складывая равенства (86) для этого случая, получаем:
                    dU 1 + dU 2 = 0 = dS1 (T1 − T2 ) ,
откуда непосредственно следует, что при равновесии такой двухфазной
системы температуры ее частей должны быть равны:
                  T1 = T2 .                               (88)
     Далее, рассматривая следующий упрощенный случай: при замк-
нутости системы (неизменность энтропии и числа частиц в фазах), по-
лучаем следующее условие, выполняющееся при равновесии:
                     р1 = р 2 .                                     (89)