Равновесие фаз: различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
мНет описания правки
м Удаление принудительных пробелов в формулах по ВП:РДБ.
Строка 16:
Потенциал Гиббса такой системы будет равен
 
* <math>\,\!G = \mu_1 N_1 + \mu_2 N_2</math>,
 
где <math>\mu_1</math> и <math>\mu_2</math> — [[химический потенциал|химические потенциалы]], а <math>N_1</math> и <math>N_2</math> — числа частиц в первой и второй фазах соответственно.
Строка 22:
При этом сумма <math>N=N_1+N_2</math> (полное число частиц в системе) меняться не может, поэтому можно записать
 
* <math>\,\!G=\mu_1 N_1 + \mu_2 (N - N_1) = \mu_2 N + (\mu_1 - \mu_2) N_1</math>.
 
Предположим, что <math>\,\!\mu_1 \ne \mu_2</math>, для определенности, <math>\,\!\mu_1 < \mu_2</math>. Тогда, очевидно, минимум потенциала Гиббса достигается при <math>\,\!N_1=N</math> (все вещество перешло в первую фазу).
 
Таким образом, равновесие фаз возможно только в том случае, когда химические потенциалы этих фаз по разные стороны границы раздела равны:
 
* <math>\,\!\mu_1 = \mu_2</math>.
 
== Уравнение Клапейрона — Клаузиуса ==
Строка 36:
Из условия равенства химических потенциалов следует условие равенства удельных термодинамических потенциалов:
 
* <math>\,\!g_1 = g_2</math>,
 
где <math>g_i=\frac{G_i}{m_i}</math>, <math>G_i</math> — потенциал Гиббса i-й фазы, <math>m_i</math> — её масса.
Строка 42:
Отсюда:
 
* <math>\,\!d g_1 = d g_2</math>,
 
а значит,
 
* <math>\,\!v_1 dP - s_1 dT = v_2 dP - s_2 dT</math>,
 
где <math>v_1</math> и <math>s_1</math> — удельные объем и [[термодинамическая энтропия|энтропия]] фаз. Отсюда следует, что
 
* <math>\,\!\frac{dP}{dT} = \frac{s_2 - s_1}{v_2 - v_1}</math>,
 
и окончательно
 
* <math>\,\!\frac{dP}{dT} = \frac{q}{T(v_2 - v_1)}</math>,
 
где <math>q</math> — удельная теплота фазового перехода (например, [[удельная теплота плавления]] или [[удельная теплота испарения]]).