Число независимых параметров и правило фаз Гиббса

Фазовые равновесия определяются соотношением термодинамических параметров (концентрации, температура, давление напряженность магнитного поля, напряженность электриче ского поля) и описываются основным уравнением, предложен ным Р. Клаузиусом (а до него — Б. Клапейроном), и формулой выведенной в 1876 г. Дж. Гиббсом и получившей название прави ла фаз. Эта формула связывает число так называемых термодина мических степеней свободы (в дальнейшем будет применяться более короткий термин степень свободы ), число независимых компонентов и число фаз системы. Фазой называется однородная часть системы (или совокупность гомогенных частей системы любого макроскопического объема), обладающая одинаковыми интенсивными свойствами и отделенная от других частей системы поверхностью раздела. Например, система из насыщенного раствора хлорида калия и монокристалла хлорида калия состоит из двух фаз. Если вместо монокристалла в системе будет порошок кристалликов хлорида калия, то все эти кристаллики вместе составят одну фазу, так как они представляют собой совокупность частей системы, одинаковых по всем интенсивным свойствам. [c.107]

Вариантность равновесной системы (символ V) — число независимых параметров системы, которые можно изменять произвольно, не изменяя фаз системы. Вариантность определяют из правила фаз Гиббса У= к — ф + 2. Вариантность — целое число, равное или больше нуля. [c.58]

Правило фаз Гиббса позволяет определить число степеней свободы (число независимых параметров) многокомпонентной, многофазной системы в условиях равновесия. [c.139]

ЧИСЛО НЕЗАВИСИМЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПРАВИЛО ФАЗ ГИББСА [c.13]

Для определения состояния равновесия в жидких системах служат правило фаз Гиббса (361 и закон распределения компонентов, открытый Вертело и сформулированный Нернстом [77, 78]. Первое определяет число степеней свободы или независимых параметров, которое необходимо для однозначного определения системы, и выражается уравнением [c.19]

Компонентами (точнее — независимыми компонентами) называют независимые составные части системы. Под числом компонентов подразумевают наименьшее число составных частей, достаточное для образования всех фаз равновесной системы. Если между составными частями системы невозможны никакие химические реакции, то число компонентов равно числу составных частей. При возможности протекания химических реакций число компонентов уменьшается на число уравнений, связывающих концентрации веществ в одной из фаз (закон действия масс и т. д.). Число степеней свободы — это число термодинамических параметров, определяющих состояние системы, которые можно произвольно менять в известных пределах без изменения числа фаз в системе. К этим параметрам относятся температура, давление и концентрации веществ. Уравнение правила фаз Гиббса устанавливает связь между числом степеней свободы, числом компонентов и чис- [c.164]

Правило фаз Гиббса определяет число степеней свободы или независимых параметров, необходимое для однозначного определения равновесия в системе [c.73]

Правило фаз, открытое Гиббсом [61], основывается на втором законе термодинамики и устанавливает соотношение между числом фаз, компонентов и степеней свободы, могущих изменяться независимо, в равновесных системах. Под степенью свободы понимаются независимые параметры состояния системы, находящейся в равновесии, могущие принимать в некотором интервале произ- [c.193]

Термодинамическими степенями свободы термодинамически равновесной системы называются параметры ее фаз, которые можно изменять, не меняя числа существующих фаз. Правило фаз Гиббса [118, 129, 134] для любой (термодинамически равновесной) системы, состоящей из Пф фаз и Пк независимых компонентов, определяет число термодинамических степеней свободы [c.216]

Замечательный американский математик и физик Дж. Уиллард Гиббс сформулировал для всех подобных ситуаций общее правило фаз если число степеней свободы термодинамической системы, т.е. число ее независимо изменяемых параметров состояния, как, например, давление и температура, равно /, а число имеющихся в наличии фаз равно р, то [c.134]

Выбор параметров, влияющих на равновесие данной гетерогенной системы, и условия равновесия определяются правилом фаз, полученным Гиббсом и независимо от него Д. П. Коноваловым (поэтому правило фаз часто называют правилом фаз Гиббса — Коновалова) число степеней свободы гетерогенной системе равно числу компонентов плюс два и минус число фан [c.164]

Теоретич основами построения и интерпретации Д с равновесных систем являются 1) условие фазового равновесия, согласно к-рому хим потенциалы ц, каждого i-ro компонента во всех фазах при равновесии равны, 2) условие химического равновесия, согласно к-рому сумма хим потен-[щалов вступающих в р-цию в-в при равновесии равна аналогичной сумме для продуктов р-ции, 3) фаз правило Гиббса, согласно к-рому число компонентов К, число фаз Ф и вариантность системы и (т е число независимых параметров состояния, к-рые можно в определенных пределах изменять без изменения числа и природы фаз) связаны соотношением V = К - Ф + 2 Цифра 2 означает, что учитываются только два интенсивных параметра состояния-т-ра и давление Если учитываются и др параметры, напр напряженности электромагнитного или гравитационного полей, вариантность системы соотв увеличивается Различают нонвариантные (и = 0), моновариантные (и = 1), дива-риантные (и = 2) и т д состояния (равновесия), 4) правило о соприкасающихся пространствах состояния, соглас1ю к poviy если два разных пространства состояния (поля в случае плоской диаграммы) соприкасаются по линии, то они разли- [c.32]

Принцип ограничения числа независимых параметров состояния в равновесной системе хорошо известен каждому химику как правило фаз Гиббса. Из множества параметров состояния, характеризующих любую равновесную систему с участием материалообразующих твердых фаз, лишь немногие независимы. Число независимых параметров, называемых степенями свободы, определяется соотношением [c.167]

Другой особенностью нашего изложения будет широкое применение понятия об экстенсивных факторах равновесия. Дело в том, что в изложении Гиббса экстенсивным параметрам систем уделено недостаточное внимание. Например, количества (массы) фаз в качестве термодинамических параметров Гиббсом не рассматриваются. При изучении различных гомогенных тел, могущих быть образованными из одной группы составных частей, удобно иметь термин, который относится только к составу и термодинамическому состоянию такого тела и для которого не имеет значения его величина или его форма. Мы можем назвать такие тела, поскольку они отличаются по состоянию и составу, фазами рассматриваемого вещества (Гиббс, 1950, стр. 143). Эта традиция оказала влияние на последующих термодинамистов. При применении правила фаз имеются в виду только степени свободы в отношении интенсивных параметров, при полном пренебрежении экстенсивными. Между тем вывод общего числа независимых параметров системы, интенсивных и экстенсивных, и использование его совместно с правилом фаз Гиббса (Коржинский, 1949ь 1949г) облегчают изучение и формулировку свойств термодинамических систем. Эта особенность изложения, насколько я могу судить, оригинальна и дает новые возможности. На этой основе нами проводится выделение типов систем по набору факторов равновесия, что имеет большое значение при анализе природных систем, обладающих различными условиями изменения. [c.8]

Соотношение (1.45) выражает известное правило фаз Гиббса, определяющее наибольшее число параметров, изменение которых совместимо с состоянием равновесия. Например, для двухкомпонентной (п = 2) двухфазной (Ф=2) системы С — 2. Это означает, что независимо могут изменяться лишь два параметра. Так, выбранным значениям р п Т отвечает определенный состав равновесных фаз. При заданном составе одной фазы можно независимо менять только один параметр состояния, например температуру или давление. Каждому значению этого параметра соответствуют определенные значения всех других параметров состояния. [c.25]

Это выражение является математической формулировкой правила фаз Гиббса, определяющего наибольшее число параметров состояния, изменение которых совместимо с состоянием равновесия (т. е. число степеней свободы системы). Так, для двухкомпонентной двухфазной равновесной системы число степеней свободы равно двум. Это означает, что в такой системе независимо могут изменяться лишь два параметра состояния. Например, выбрав в качестве одной из фаз двухфазной системы жидкую смесь определенного состава и тем самым лишив систему одной степени свободы, мы можем независимо изменять лишь один параметр. Если за последний выбрана температура, то каждому ее значению будут соответствовать определенные давление и состав равновесной фазы. [c.30]

При приложении к различным системам правила фаз Гиббса нас прежде всего будет интересовать вопрос о максимальном числе фаз при произвольной величине факторов равновесия. Под произвольной (т. е. случайной в отношении свойств системы) понимается такая величина факторов равновесия, при которой независимое их изменение (в некотором интервале) не приводит к изменению количества фаз в системе. Исключаются, следовательно, взаимносвязанные величины факторов равновесия, соответствующие определенным внутренним состояниям системы. Число степеней свободы п в правиле фаз представляет максимальное число взаимно-независимых интенсивных параметров и оно не может быть меньше числа интенсивных факторов равновесия системы (/ ), если величина последних произвольна, т. е. л Отсюда правило фаз при произ- [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология