Правило фаз Гиббса и дисперсность

Дисперсность и термодинамические свойства тел

Дисперсность (или удельная поверхность) является самостоятельным термодинамическим параметром состояния системы, изменение которого влечет за собой изменение других равновесных свойств системы.

Рассмотрим пример. Возьмет гетерогенную систему, содержащую ПАВ: (вода – бензол - ПАВ) и поместим ее в высокий цилиндр. ПАВ концентрируется на межфазной поверхности. Так как поверхность раздела фаз мала, то и количество адсорбирующегося на ней ПАВ мало. Если смесь перелить в плоскую кювету, межфазная поверхность возрастает, Количество ПАВ на поверхности возрастает, а его концентрация в объеме уменьшится. При этом остается постоянным объем и масса системы, Р, Т, число компонентов и фаз. Равновесие в системе измениться только за счет изменения дисперсности (удельной поверхности). Если систему поместить в цилиндр, то она снова придет в первоначальное состояние.

Если пренебречь наличием межфазной границы, то по правилу фаз Гиббса для объемных систем:

F = 1, значит произвольно может меняться только концентрация ПАВ. При концентрации ПАВ - F=0. Но из рассмотренного примера видно, что увеличение межфазной поверхности ведет к перераспределению ПАВ в системе, а это значит, что система обладает дополнительной степенью свободы, следовательно, дисперсность – интенсивных фактор системы, т.е. поверхность выступает в роли как бы компонента системы. Для дисперсных систем правило фаз Гиббса можно записать

Дата добавления: 2014-01-11