吉布斯相律
公式
吉布斯相律[1][2]是由约西亚·吉布斯于19世纪70年代提出的一个公式,說明了在特定相態下,系統的自由度跟其他變量的關係。它是相图的基本原理。
吉布斯相律的表达式为:
式中,(或作,Φ),表示系统的自由度,
- C :系統的独立組元數(number of independent component)
- P :相態數目
- n :外界因素,多數取n=2,代表壓力和溫度;對於熔點極高的固體,蒸汽壓的影響非常小,可取n=1。
例子编辑
单组分系统编辑
以水為例子,只有一種化合物,C=1。
在三相點,P=3。F=1-P+2=0,沒有自由度,所以溫度和壓力都固定,無法藉由改變溫度或壓力決定三相點。
當兩種態處於平衡,P=2,F=1-P+2=1,有一個自由度,而在指定一壓力,便恰好有一個熔點或沸點,符合吉布斯相律的描述。
在三相圖的固液氣單相區,P=1,F=1-P+2=2,有兩個自由度,因此需要同時指定一壓力及溫度才可決定物質的狀態。
二组分混合物系统编辑
参考资料编辑
- ^ Gibbs, J.W., Scientific Papers (Dover, New York, 1961)
- ^ Atkins, P.W.; de Paula, J. Physical chemistry 8th. edition. Oxford University Press. 2006. ISBN 0198700725. Chapter 6
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