Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
§ 2. Фазалық тепе-теңдік. Фазалар ережесі. Гиббс заңы
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- химиялық потенциалы
| § 2. Фазалық тепе-теңдік. Фазалар ережесі. Гиббс заңы
Біркомпонентті немесе көпкомпонентті жүйелерде тепе-теңдік бірнеше фазалардан тұратын күй түзілуі мүмкін. Мұндай күй гетерогенді тепе-теңдік деп аталады. Ф-фазадан және К компоненттен тұратын жүйедегі гетерогенді тепе-теңдік келесі шарт кезінде іске асырылады: Ф бағана Т1=Т2=Т3=…=Тф Р1=Р2=Р3…=Рф µ11=µ12=µ13=…=µ1ф (К+2) – қатар, (3.2) µ21=µ22=µ23=…=µ2 К –бағана µк1=µк2=µк3=…=µкф мұндағы, жоғарыдағы к индексі – компоненттер нөмірін білдіреді, төменгі Ф – фазалар нөмірі, µкф – Ф-фазадағы к –компоненттердің химиялық потенциалы. Химиялық потенциал туралы түсінік фазалық тепе-теңдіктегі орталық болып келеді. (3.2.) теңдеулер жүйесі (К+2) жолдан және Ф бағанадан тұрады. Алғашқы екі жолда әр жүйенің температурасы мен әр фазадағы қысым барлық жүйеде бірдей екендігінің шарты өрнектелген. Келесі К жолда берілген компоненттің химиялық потенциалы µi барлық фазаларда бірдей екендігін өрнектелген. Аталған і-нші компоненттің химиялық потенциалы деп термодинамикалық потенциал тәуелді барлық қалған айнымалылар тұрақты кезде бірлік жүйеде і-нші сұрыптың бөлшектерінің санын арттыруға кеткен жұмысты айтамыз (бөлшектер дегеніміз – атомдар, молекулалар). Фазалар тұрған шарттарға байланысты олар үшін сипаттаманың келесі термодинамикалық потенциалдары қолданылады. G – изобаралық-изотермиялық потенциал (Гиббс потенциалы), F – еркін энергия (Гельмгольц энергиясы) немесе изохоралық-изотермиялық потенциал; U – жүйенің ішкі энергиясы; H –жүйе энтальпиясы (балқу, кристалдану жылуы). G = H – TS немесе G = PV – TS, (3.3) мұндағы, S – энтропия. Химиялық потенциал фазадағы і-нші компоненттің бөлшектер саны бойынша термодинамикалық потенциалынан бір меншікті туынды: μ= , (3.4) мұндағы, N – бір компонентті фазадағы бөлшектер саны. Гетерогенді тепе-теңдік сараптамасы кезінде білуге маңызды: тепе-теңдікте қанша фаза болуы тиіс, тепе-теңдікте тұрған фазалар санын өзгертпей жүйенің қандай сан параметрлерін тәуелсіз өзгертуге болады. Бұл сұрақтарға 1876 жылы Гиббс ашқан және «фазалар ережесі» деп аталатын заң жауап береді. Біркомпонентті жүйелерде жүйе параметрі ретінде температура (Т) мен қысым (Р), көпкомпонентті жүйелерде – Т, Р және әрбір Х – фазадағы компоненттердің концепциясы кіреді. К-компонеттерден тұратын әрбір фазаларда айнымалы концентрациялар саны болғандағы (к-1)-ге тең. Мысалы, екі компонентті жүйе ХА+ ХВ=1, ХА= 1–ХВ. Мұндай сыртқы параметрлер өріс сипаттамасы секілді физика-химиялық тепе-теңдік анализі кезінде болжамдарды есептемейді, олар тұрақты болып қалады. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|