吉布斯相律指出:多元复相系达到平衡时,系统的自由度 f=k-+2(*) 其中k为组元数,为相数.值得指出的是[1],(*)式中的常数2,表示的含义是除浓度参量外,还需两个独立变量(温度T和压强p)来描述一个系统.如果除浓度参量外,还需n个参量描述系统的平衡态性质,则(*)式中的2应改为n. 一般热力学教科书中,对吉布斯相律的应用很少讨论.有的书上[2]甚至认为它只能定性地验证已求出的结论.实际上,灵活运用吉布斯相律,有时也能定量地求解某些问题.请看下面的例题[3]. 例:一块0℃的冰和一烧杯0℃的水并排放在一个被抽成线)如果系统是隔热的,试描述系统的最终状态. (2)如果冰、水和容器都借助于各自的恒温器保持在0℃,系统的最终状态又如何?已知水的三相点是 0.0098 t和 4.579 mmHg. 乍一看,似乎无从下手.其实,利用吉布斯相律,这个问题还是可以解… (本文共1页)阅读全文

本文用吉布斯相律对水相图进行了简要分析和研究。1.自由度与条件自由度由吉布斯相律可知f~k一中+2妻O 小(k+2(1)(2)f为自由度,是描述一个特定的相平衡系统所需要的独立强度变量的数目;k和。分别表示平衡系统中的组分数和相数;2指平衡系统的温度和压力.如果某相平衡系统只受外界温度或只受外界压力影响,f可变为条件自山度f*或f**: r*=k一小+l(T或P恒定)(3) f**=k一。(T,p恒定)(,)条件自由度应理解为,T和P或T、P同时固定条件下,系统中能够独立变化的强度变量数。 对纯HZo系统,r+。=k+2=3(5)即当组分数确定之后,f和中通过相律相互制约,如f一O,小~3,专指T~273.16K和P-610.5P。时,气一水一冰三相平衡的三相点;f~1,小~2,专指T和P只有一个能够独立变动,且以Qapeyron方程相联系,在相图上表现为气一水,水一冰和冰一气二相平衡线,。~l,专指T和P彼此独立变动时… (本文共3页)阅读全文

对吉布斯相律的推导,我们从两个方面进行,首先假设多元复相系在平衡时,其中的某一相单独存在时的独立参量的个数,然后再考虑整个多元复相系平衡时独立参量的个数。一、多元复相系平衡时某相的独立参量的个数根据热力学理论,相平衡的条件[1]-[4]为Tα=TβPα=Pβμα=μβ系统在状态平衡时,如果只改变质量数或摩尔数,不改变T、p的值和每一相各组元的相对比例,系统的平衡是不会被破坏的,可见平衡条件是由强度量决定的。设多元复相系中的某相为α相,其参量表示为Tα,Pα,n1α,n2α…,nkα可见α相有k+2个状态参量,其中T、P为强度量,n1,n2,…,nk为广延量,由于平衡条件是由强度量决定的,所以我们引入强度量x来代替摩尔数作状态参量。niα=nniααx是无量纲的数且与摩尔数无关,称为强度量,是α相的摩尔数在总摩尔中所占的比例,可称为浓度。nα是α相的总摩尔数,niα是α相第i组元的摩尔数,应该有ni=ki=1!ni的个数与xi… (本文共1页)阅读全文

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。