Составители:
Рубрика:
Фазовые равновесия и учение о растворах
23
Таким образом, в однокомпонентных системах фазы – это одно и то же
вещество в различных агрегатных или аллотропных состояниях, а фазовые пе-
реходы – это агрегатные или полиморфные превращения этого вещества.
3.3.4. Уравнения Клапейрона и Клапейрона – Клаузиуса
Для однокомпонентных равновесных двухфазных систем зависимость
между давлением, температурой, объемом и теплотой фазового перехода или
полиморфного превращения (
п. ф.
H∆ ) можно определить аналитически.
Как известно [1], если в ходе процесса изменение числа молей компо-
нента
i в какой-либо фазе (при постоянстве давления, температуры и числа мо-
лей остальных компонентов) равно единице (
1
i
n
∆
=
), то изменение энергии
Гиббса этой фазы равно химическому потенциалу
i-го компонента µ
i
(
i
G µ=∆ ).
Для однокомпонентной системы при
p, T=const термодинамическим ус-
ловием равновесия фаз является равенство химических потенциалов вещества
во всех трех фазах:
IIIIII
µ=µ=µ или
IIIIII
dGdGdG
=
=
,
а поскольку в отсутствии химических превращений в системе
VdpSd
T
dG +−= , то dpVdTSdpVdTS
IIIIII
+−=+− , или dpVdTS
п. ф.п. ф.
∆=∆ ,
где
III
SSS −=∆
п. ф.
, а
III
VVV −=∆
п. ф.
– изменение энтропии и объема при фа-
зовых переходах или полиморфных превращениях. Тогда
п. ф.
п. ф.
V
S
dT
dp
∆
∆
=
.
Изотермические фазовые переходы и полиморфные превращения можно
считать обратимыми процессами, поэтому, в соответствии со вторым началом
термодинамики [1],
ф. п.
q
S
T
∆
∆=,
где
q∆ – теплота процесса. А так как в изобарных условиях
р
qH∆=∆, то
ф.п.
п. ф.
VT
H
dT
dp
∆
∆
=
. (3.6)
Это уравнение, применимое к любому двухфазному равновесному пре-
вращению, называется
уравнением Клапейрона.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »
