и, следовательно, в равновесном состоянии индивидуальные фазы не изменяются в объеме и не происходит никакого обмена работы между фазами системы

Аналогичным образом можно рассмотреть н термическое равновесие. В этом случае экстенсивную переменную V, используемую в изложенных выше рассуждениях, следует заменить на S, а интенсивную переменную Р—на Г. Повторив ход рассуждений, можно сделать вывод о необходимости равенства температур во всех фазах прн термическом равновесии. Для рассматриваемой двухфазной системы имеем:

ГА = Тв (4.5-10)

В равновесном состоянии индивидуальные фазы обмениваются теплом, а энтропия остается постоянной.

Наконец, рассмотрим химическое равновесие, вводя химический потенциал fii в качестве интенсивной переменной н число молей щ компонента г в качестве экстенсивной переменной. Прн химическом равновеенн отсутствует направленный перенос вещества через фазовые границы, а химический потенциал для любого компонента системы должен быть одинаковым во всех фазах. Для рассматриваемой двухфазной системы получим:

Ht=l$ (4.5-11)

Правило фаз Гиббса

Состояние системы, состоящей из р фаз и с компонентов описывается однозначно, если для каждой фазы известны температура, давление и состав. (Символ р означает число фаз, а не давление Р.) Если система находится в равновесии, то для описания системы требуется лишь ограниченное число переменных. Это число независимых интенсивных переменных называется числом степеней свободы F. В дальнейшем мы получим значение F для гетерогенной равновесной системы с с компонентами и р фазами. Компонент г в фазе Л характеризуется мольной долей ХА, определяемой как

2^nf = 1 (4.5-13)

Чтобы описать состав фазы А, необходимо знать значения мольных долей только с — 1 компонентов, поскольку мольная доля последнего компонента может быть рассчитана по уравнению (4.5-13). Следовательно, каждая фаза может быть описана 2 + (с — 1) переменными. Поскольку при равновесии значения температуры н давления во всех фазах одинаковы, суммарное число переменных, описывающих систему в целом, равно 2 + (с — 1)р. Однако некоторая часть н этих переменных функционально связана друг с другом. Мы уже показали, что химический потенциал каждого компонента одинаков для всех фаз, находящихся в равновесии. Следовательно, количество независимых

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию