吉布斯相律是适用于多相平衡的一种体系,说明了在特定相态下,系统的自由度跟其他变量的关系。

J W 吉布斯(Josiah Willard Gibbs)1839年2月11日生于美国康涅狄格州纽黑文城.他在热力学平衡与稳定性方面做了大量的研究工作并取得丰硕的成果,于1873-1878年间连续发表了3篇热力学论文,奠定了热力学理论体系的基础.其中第三篇论文《论多相物质的平衡》是其最重要的成果.在这篇文章中,吉布斯提出了许多重要的热力学概念,至今仍被广泛使用.他完成了相律的推导.作为物理化学的重要基石之一,相律解决了化学反应系统平衡方面的众多问题.他还提出了作为化学反应平衡判据的吉布斯自由能.吉布斯对于科学发展的另一大贡献集中于统计力学方面,他于1902年出版了同热力学合理基础有特殊联系而发展起来的统计力学的基本原理一书.在书中,他提出了系综理论,导出了相密度守恒原理,实现了统计物理学从分子运动论到统计力学的重大飞跃.他被誉为富兰克林以后美国最伟大的科学家,是世界科学史上的重要人物之一.

1873年吉布斯发表了流体的热力学的图解方法和用曲面描述物质的热力学性质的几何方法两篇论文.他认为熵(S)也是最基本的热力学概念,是同内能(U),体积(V),压力(p),温度(T)一样的热力学状态函数.将热力学第一定律和第二定律结合起来,他得到了热力学基本方程。[1]1902年吉布斯出版了同热力学合理基础有特殊联系而发展起来的统计力学的基本原理1889年之后吉布斯撰写了一部关于统计力学的经典教科书《统计力学的基本原理》

在物理化学,吉布斯相律说明了在特定相态下,系统的自由度跟其他变量的关系。

* n :外界因素,多数取n=2,代表压力和温度;对于熔点极高的固体,蒸汽压的影响非常小,可取n=1。

以水为例子,只有一种化合物,C=1。在三相点,P=3。F=1-3+2=0,所以温度和压力都固定。

当两种态处于平衡,P=2,对应一个特定压力,便恰好有一个熔点,即有一个自由度。吉布斯相律的预言正确:F=1-2+2=1。

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