Гиббса правило фаз для кристаллов

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. = О, и [c.156]

Фазовые равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Гетерогенными фазовыми равновесиями называются равновесия, устанавливающиеся в физических процессах перехода веществ из одной фазы (простой или смешанной) в другие фазы (простые или смешанные). Такие равновесия наблюдаются при кипении жидкости под постоянным давлением (жидкость пар), плавлении кристаллов (твердое жидкость), при выделении кристаллов из насыщенного раствора соли (жидкость—твердое—пар) и т. д. Термодинамическое равновесие в гетерогенных системах характеризуется сколь угодно длительным сосуществованием нескольких фаз в условиях постоянства давления и температуры при этом концентрации веществ в каждой фазе и парциальные давления не изменяются, т.е. 1 i dn.i = О, и как показано в гл. VII, 8, химический потенциал любого компонента I во всех фазах а, р, у... одинаков, т. е. р, = = [У. =. ... В целом многофазная гетерогенная система в состоянии истинного равновесия имеет минимальное абсолютное значение изобарного потенциала. [c.156]

В качестве простого примера выберем распределение вещества. Фактически случай р. на практике не играет никакой роли. В дальнейшем при конкретных расчетах, как правило, его не будем учитывать (хотя он подробно был рассмотрен Гиббсом). Он представляет интерес для химических реакций ( 36) и появляется также при некоторых внутренних параметрах, которые встречаются в статистической термодинамике (например, степень дальнего порядка бинарных смешанных кристаллов). Поэтому его обсуждение оправдано не только историческими причинами. [c.80]

Простейшая система сплавов (эвтектические сплавы). Металлы образуют жидкие растворы неограниченной концентрации, но не образуют твердых растворов. При охлаждении жидкого раствора из него выпадают кристаллы чистых компонентов и их смесь создает затвердевший сплав. Исходя из правила фаз Гиббса — Коновалова, можно представить следующие возможные состояния такой системы в зависимости от температуры и соотношения концентра-, [c.271]

В бета-кварце, структура которого изображена на рис. 1Нб,. тможно различать спирали связанных друг с другом тетраэдров. В данном кристалле все спирали являются левыми или правыми, а кристалл — лево-или правовращающим. Некоторое представление о соотношении между альфа-и бета-формами кварца можно получить из рис. 137, показывающего план расположения атомов кремния в этих двух кристаллах. Видно, что альфа-форма представляет собой несколько искаженную бета-форму, но общая схема, по которой тетраэдры связаны друг с другом, одинакова в обоих случаях. На рис. 138 изображены структуры бета-тридимита (по Гиббсу) и бета-кристобалита (по Уайкову). На этих рисунках атомы кислорода помещены посредине между двумя атомами кремния на линиях, соединяющих эти атомы. Такое линейное расположение кислородных связей дает в кристобалите расстояние 51 — О лишь 1,54А, что меньше, чем общепринятая величина. В более поздней работе Барт предположил, что атомы кислорода на самом деле вращаются вокруг линий, соединяющих пары ближайших атомов кремния, и это приводит к нелинейным кислородным связям и к более правдоподобной величине расстояния 51 — О, 1,63А, [c.535]

Важная термодинамическая функция состояния — энергия Гиббса, характеризующая максимальную полезную работу, которую может произвести система при постоянных давлении и температуре. Эта работа почти всегда связана с химическими реакциями. Если при постоянном давлении химическая реакция сопровождается увеличением объема, система производит относительно малую работу. Например, газы, реагирующие в цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, будут поднимать поршень с положенным на него грузом. Однако энергия, выделяемая или поглощаемая системой в ходе химической реакции, как правило, гораздо больше энергии, соответствующей объемной работе сжатия или расширения. Основная часть такой химической энергии может быть преобразована в полезную, чаще всего электрическую работу. Остальная энергия (внутренняя энергия системы) выражается произведением абсолютной температуры и еще одной функции состояния, энтропии. Этот термодинамический потенциал характеризует неупорядоченность системы (кристалл более упорядочен, чем жидкость, которая в свою очередь более упорядочена, чем газ два газа, разделенные перегородкой, более упорядочены, чем их смесь, и т. д.). [c.254]

При депарафинизации масел получается двухфазная система жидкая фаза (раствор масла в растворителе) и кристаллы парафинов. Каждая из этих фаз является многокомпонентной смесью. Для равновесных систем выполняется правило фаз Гиббса, которое математически записывается следующим образом [c.205]

Фундаментальным принципом построения диаграмм состояния является правило фаз Гиббса. Введем предварительно понятие о независимом компоненте и степени свободы. Независимые компоненты — химически индивидуальные вещества, наименьшее число которых достаточно для образования всех фаз в системе. Следует различать термодинамическое понятие о независимом компоненте и тривиальное понятие о компоненте как составной части системы . Если система физическая, то оба понятия совпадают. Например, система, состоящая из воды, льда и водяного пара при 0,01°С и 6,12 гПа, однокомпонентная, поскольку для формирования всех трех фаз в системе достаточно одного индивидуального вещества — воды. Система, состоящая из насыщенного раствора сахара в воде и водяного пара над раствором, образует три фазы (кристаллы сахара, раствор и пар), но является двухкомпонентной (сахар + вода). [c.192]

Диаграмма, приведенная на рис. 43, построена по такому же методу, как и диаграмма на рис. 42. Она отвечает тому случаю, когда в системе имеет место образование химического соединения, и характеризуется наличием двух эвтектических точек и Е , а также одной ди-стектической точкой М, отвечающей составу и температуре плавления химического соединения А В , образующегося в металлической системе. Как видно из этой диаграммы, состав соединения может быть легко определен путем простого опускания перпендикуляра из дистектической точки на ось составов. Отсюда легко могут быть определены коэффициенты т и ге в формуле На рис. 44 приведена фазовая диаграмма для случая образования твердого раствора. Оба компонента твердого раствора образуют единую кристаллическую решетку. При охлаждении такого металлического расплава имеет место выпадение кристаллов переменного состава. Как видно из этой диаграммы, кривые ликвидуса I и солидуса 5 являются сопряженными, каждой точке кривой ликвидуса соответствует определенная точка на кривой солидуса. Для того чтобы найти состав фаз, существующих при температуре t, следует провести изотермическую прямую, пересекающую линии солидуса и ликвидуса. Твердый раствор по сравнению с сосуществующей с ним жидкостью более богат тем компонентом, прибавление которого к жидкости повышает точку ликвидуса. Эта закономерность известна под названием первого правила Гиббса — Розебома. [c.150]

Приложение теоремы Гиббса — Вульфа. Ввиду того, чтоЛу находится в знаменателе, правая часть уравнения (111.27) имеет заметную величину только для чрезвычайно малых кристаллов, поскольку 7 равна нескольким десяткам или сотням эрг на 1 см , а 17 = 10 см . По этой причине только для очень малых кристаллов р будет заметно отличаться от роо или от Цоо, и, следовательно, только для очень малых кристаллов можно ожидать формы, предсказываемой теоремой Гиббса — Вульфа. [c.76]

Из общей теории фазовых превращений, созданной М. Фольмером, на основании термодинамичских работ И. Гиббса и получившей дальнейшее развитие в трудах Я. И. Френкеля, известно, что большинство процессов, протекающих в реальных системах, совершается по гетерогенной кинетике. Указанное положение применимо в полной мере к процессам пузырькового газовыделения (дегазация жидкого металла) и к процессам образования центров кристаллизации в затвердевающем расплаве. Другими словами, в обоих перечисленных выше случаях маловероятно гомогенное образование зародышей газовых пузырьков в пересыщенном газом расплаве и зародышей кристаллов в перео.хлажденном расплаве. Образование же зародышей критических размеров новой фазы происходит, как правило, не вследствие фазовых и гетерофазных флуктуаций, а связано с наличием в жидком металле подходящей поверхности в виде, например, твердой частицы, взвешенной в жидком метал- [c.442]

Рост кристаллов, согласно литературным данным, может определяться различными процессами [15]. Он может лимитироваться диффузией, кинетикой зародышеобразова-ния на гранях, наличием дислокаций и дефектов в кристаллической решетке. При массовой кристаллизации рост кристаллов происходит, как правило, при значительных пересышениях. В реальных условиях, кроме пересыщения, на их рост влияет ряд других факторов. В частности, к ним относятся температура, интенсивность и характер перемешивания раствора, наличие различных примесей, конструкция кристаллизатора и т. п. Все это делает применение теории роста кристаллов Гиббса—Фольмера в реальных условиях затруднительным, поскольку она построена на предпосылках, относящихся в основном к идеальным системам. Так, например, кинетика роста кристаллов, согласно термодинамической теории Гиббса—Фольмера, определяется образованием двухмерных зародышей. Возникновение же последних связывается с величиной максимального изменения свободной энергии системы представляющей собой тот энергетический барьер, преодоление которого необходимо для образования зародыша. В реальных условиях величина определяется не [c.8]

В 1907 г. была опубликована на русском языке монография Р. Ф. Холльмана Об образовании и расщеплении смешанных кристаллогидратов изоморфных веществ с точки зрения правила фаз Гиббса . Эта работа имела целью теоретически выяснить некоторые вопросы, касающиеся устойчивости различных гидратов смешанных кристаллов изоморфных веществ в зависимости от температуры, как в соприкосновении их с насыщенными растворами, так и в сухом виде. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология