Умови рівноваги фаз

При описі просторово неоднорідних середовищ застосовно розбиття їх на деяке число однорідних за складом частин, розділених кордонами розділу. Макроскопічна частина середовища (речовини), що має однорідний фізико-хімічний склад, називається фазою. Далі нами будуть розглядатися термодинамічні системи, для опису фаз яких застосовні методи рівноважної термодинаміки.

Знаходяться в рівновазі термодинамічні системи не обов’язково повинні представляти собою однорідну середу, тобто бути однофазними. У стані рівноваги може перебувати система, що складається з декількох різних за своїми фізико-хімічними властивостями фаз, просторово розділених не змінюються з часом (або для квазірівноважного випадку нескінченно повільно змінюються) межами розділу фаз. Якщо через ці кордони не відбувається макроскопічний перенос, а самі фази знаходяться в стані термодинамічної рівноваги, то така термодинамічна система, незважаючи на свою неоднорідність, буде перебувати в стані термодинамічної рівноваги.

В якості багатофазної системи може виступати система, що складається з фаз одного і теж речовини, що знаходиться в різних агрегатних станах. Для цього випадку характерна зміна кордону розділу різних агрегатних станів, тобто рух кордонів розділу фаз. При цьому буде відбуватися процес перетворення речовини з одного агрегатного стану в інший, тобто фазове перетворення.

Питомою термодинамічним потенціалом називається відношення термодинамічної потенціалу (потенціалу Гіббса) даної фази термодинамічної системи до маси цієї фази. Тобто питома термодинамічний потенціал визначається в розрахунку на одиницю маси речовини, з якого складається фаза. Введення поняття питомої термодинамічного потенціалу пов’язано з тим, що при фазових перетвореннях кожна з фаз є системою зі змінною масою.

Якщо при фазовому перетворенні перші похідні питомих термодинамічних потенціалів і для різних фаз однакові, а другі похідні різні, то такі перетворення називаються фазовими переходами другого роду. При таких переходах теплота не виділяється і не поглинається, але для них характерні стрибкоподібні зміни теплоємності, температурного коефіцієнта розширення і стисливості речовини. Прикладами фазових переходів другого роду є перетворення магнітного сплаву з феромагнітного стану в парамагнітний, перехід металу або сплаву в надпровідний стан і перехід рідкого гелію в надтекучий стан.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.50 out of 5)

Умови рівноваги фаз