Правило фаз для многокомпонентной системы

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса

— термодинамическое уравнение, относящееся к квазистатическим (равновесным) процессам перехода вещества из одной фазы в другую (испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др.). Согласно уравнению, теплота фазового перехода (например, теплота испарения, теплота плавления) при квазистатическом процессе определяется выражением

где L — удельная теплота фазового перехода, Δv — изменение удельного объёма тела при фазовом переходе.

Вывод уравнения:

из общего условия равновесия фаз Гиббса.

Dμ₁= -S₁dT+V₁dp, тогда -S₁dT+V₁dp = -S₂dT+V₂dp

, =>

ПРАВИЛО фаз, закон, связывающий число фаз, находящихся в термодинамически равновесной системе, с числом компонентов системы, числом ее степеней свободы и числом внеш. параметров, определяющих состояние системы.

N(число компонетов)=2(H2O и NH3), К(количество фаз)=2 (жидкость и пар)

g_{n NH3}= g_{ж NH3}; g_{n H2O} =g_{ж H2O}

Компоненты- химически однородная часть системы(вода,спирт)

Фаза – физически однородная часть системы (пар,жидк), отделенную от др. частей (фаз) пов-стями раздела.

Числом компонентов k системы наз. наименьшее число исходных в-в, достаточное для образования всех фаз данной системы.

Под числом степеней свободы, или вариантностью f системы понимается число параметров состояния, таких, как давление, т-ра, концентрации в-в, к-рые можно изменять в нек-ром интервале независимо друг от друга без изменения числа фаз N.

Внеш. параметры, определяющие состояние системы и имеющие одно и то же значение для всех фаз системы, наз. факторами равновесия. Обычно учитывается влияние на систему только двух внеш. параметров - температуры и давления.

Для первого компонента:

Количество уравнений: (K-1)*N

g_n=x₁ g_n1+x₂ g_n2+..+x_N g_nN, где х-доля вещества

(N-1) – количество независимых переменных для пара(т.е. для одной фазы)

(N-1)*К – количество переменных для каждой фазы (Р и Т)

(N-1)*К+2 – количество переменных для описания всей системы (где 2 – Р и Т)

Правило фаз Гиббса: f=(N-1)*K+2-N(K-1)=N+2-K – количество независимых переменных для описания всей системы.

Правило фаз Гиббса: число термодинамических степеней свободы, или вариантность равновесной термодинамической системы f, определяется как разность числа независимых компонентов системы К и числа сосуществующих фаз N плюс число внешних факторов n, влияющих на равновесие.

Дата добавления: 2014-12-24