ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Правило фаз из "Краткий курс физической химии Издание 3" Процессы эти будут продолжаться, т. е. будет происходить испарение льда и конденсация воды в растворе. Однако по мере разбавления раствори, т. е. повишетия содержания в нём воды, давление насыщенного водяного пара над ним тоже возрастает и постепенно достигнет давления насыщенного пара над льдом. Тогда наступит равновесие одновременно как между паром и льдом, так и между паром и раствором. Следовательно, рарвор и лед находятся в состояниях, которые отвечают равновесию между ними. Это означает, что если мы внесем лед в раствор, не изменяя температуры, то не будет происходить изменения концентрации раствора ни в ту, ни в другую сторону, т. е. раствор и лед будут находиться в равновесии. Состояние равновесия между льдом и раствором определяется одинаковостью давления насыщенного водяного пара над ними. [c.227] Если какой-нибудь компонент над одной из фаз обладает ббльшим давлением насыщенного пара, чем над другой, то он будет переходить из первой фазы во вторую до тех пор, пока в результате изменения содержания компонента не установится равенство парциальных давлений насыщенного пара его над обеими фазами. [c.227] Общая теория фазовых равновесий в многофазных многокомпонентных системах получила развитие в последнее время в работах А. В. Сторонкина. [c.227] При отсутствии химического взаимодействия общее число компонентов и число независимых компонентов одинаковы— K —Kj. По отношению к таким системам мы будем пользоваться более кратким термином компонент как в смысле составной части системы, так и в смысле независимого компонента и обозначать число компонентов буквой К (без индекса). [c.228] Не приводя строгого вывода ур. (VHI, 2), можно ограничиться обоснованием его для области невысоких давлений. В этом случае, как мы видели ( 88), при равновесии парциальное давление насыщенного пара данного компонента должно быть одинаковым для всех жидких и твердых фаз (в которых он содержится) и должно равняться парциальному давлению его в газообразной фазе. [c.229] Для выражения состава какой-нибудь двухкомпонентной фазы достаточно указать процентное содержание одного компонента, вполне определяется содержание второго. Для выражения состава любой фазы, содержащей К компонентов, достаточно указать процентное содержание К—1) компонентов. Следовательно, для описания состава всех Ф фаз системы нам может потребоваться Ф(/С—1) данных и для полного описания еще ее температура и давление, т. е. всего Ф(К— )+ 2 данных. [c.229] Не все эти Ф(К—1)+2 величины являются независимыми друг от друга, так как при равновесии распределение каждого компонента между различными фазами должно удовлетворять указанному условию относительно парциальных давлений этого компонента. [c.229] Число С, называемое сокращенно числом степеней свободы, определяет собой наибольшее число факторов, которые могут изменяться (в известных пределах) иезависи.мо один от другого. Точнее, число степеней свободы определяется как число условий (температура, давление, концентрации), которые можно произвольно менять (в известных пределах), не изменяя числа или вида фаз системы. Оно играет важную роль в учении о фазовых равновесиях. [c.229] Правило фаз показывает, что число степеней свободы возрастает с увеличением числа компонентов и уменьшается с увеличением числа фаз системы. [c.230] При классификации систем принято разделять их по числу фаз на однофазные, двухфазные, трехфазные и т. д, по числу независимых компонентов системы—на однокомпонентные, двухкомпонентные, или двойные, трехкомпонентные, или тройные, и т. д., число же степеней свободы определяется как вариантность системы. По этому признаку—числу степеней свободы—системы разделяют соответственно на безвариантные (при С=0), одновариантные (С=1), двухвариантные (С=2), трехвариантные (С=3) и т, д. Многовариантными называются системы с большим числом степеней. свободы. [c.230] Безвариантные системы называют иначе инвариантными, одновариантные—моновариантнымщ двухвариантные—дива-риантными трехвариантные—тривариантными и многовариантные—поливариантными. [c.230] Прнимер. Определить наибольшее число фаз, которые могут находиться в равновесии в системе, состоящей из воды и хлористого натрия. [c.230] Решение. В этой системе два компонента. Следовательно, С=4—Ф. Наибольшее число фаз отвечает наименьшему числу степеней свободы. Так как число степеней свободы не может быть отрицательным, то наименьшее значение его С=0. Следовательно, наибольшее число фаз Ф=4. Этому условию заданная система удовлетворяет, когда раствор хлористого натрия в воде находится в равновесли одновременно со льдом, твердой солью и водяным паром. В таком состоянии система безвариантна. т. е. это состояние достигается только при строго определенных температуре, давлении и концентрации раствора. [c.230] Правило фаз было выведено Гиббсом в 1876 г. Приведенная выше формулировка его в настоящее время может быть заменена более расширенной. Двойка в соотношении (VIII, 2) является результатом принятого нами допущения, что из внешних факторов только два—температура и давление—могут влиять на состояние равновесия в системе. Однако возможны системы, в которых на равновесие могут оказывать влияние и другие внешние факторы (электрические и магнитные поля, поле тяготения). В этих случаях в соотношение (VIII, 2) вместо двойки войдет соответственно иное число внешних факторов. С другой стороны, в некоторых системах изменения давления или (реже) изменения температуры практически не влияют на равновесие. Так, незначительные изменения давления (например, колебания атмосферного давления) не оказывают ощутимого влияния на свойства металлических сплавов. [c.230] В таких случаях число степеней свободы соответственно уменьшается на единицу и определяется как условная вариантность Шстемы . . [c.231] Вернуться к основной статье