21.Система. Фаза. Компонент. Параметры системы. Правило фаз Гиббса.
Система - тело или группа тел, покоящихся в взаимодействии, которое мы мысленно выделяем из окружающей среды.
Гомогенная (смесь газов, раствор): нет поверхности раздела.
Гетерогенная (вода со льдом, раствор с осадком): есть поверхность раздела.
Изолированная система - система, которая не обменивается энергией и веществом с окружающей средой.
Закрытая - обменивается только энергией.
Открытая - обменивается энергией и веществом.
Фаза - совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и всем физ. и хим. свойствам, не зависящим от количества вещества. Фазы отделены друг от друга поверхностями раздела, на которых все свойства фазы резко скачком меняются.
Фазовым переходом называется переход вещества из одной фазы в другую.
Фазовыми равновесиями называют равновесия в гетерогенных системах, в которых имеют место только фазовые переходы и отсутствуют химические взаимодействия между компонентами.
Составляющие вещества, удовлетворяющие условиям полноты набора составляющих (набор достаточен для получения всех других составляющих), независимости (составляющие не образуются комбинацией друг друга), называются независимыми компонентами системы.
Компонент – хим. соединение, из которого может быть построена любая фаза системы. Под числом компонентов понимается мин кол-во элементов необходимых для образования фазы.
Параметры состояния системы – физические величины, определяющие термодинамические свойства системы.
Интенсивные параметры – величины, значения которых не зависят от массы системы. К ним относятся: температура (T), давление (p), концентрация (c), плотность (ρ) и другие. В пределах одной фазы интенсивные параметры остаются постоянными или изменяются непрерывно, а при переходе через фазовую границу – скачкообразно. При взаимодействии двух и более систем значения их интенсивных параметров усредняются.
Экстенсивные параметры – величины, значения которых зависят (пропорциональны) массе; к ним относятся: объем (V), количество вещества (ν), внутренняя энергия (U), энтальпия (H) и другие. Значения экстенсивных параметров системы равны сумме параметров всех частей системы. При взаимодействии систем их экстенсивные параметры суммируются. После отнесения к единице массы (удельные величины) или к единице количества вещества (мольные величины) экстенсивные параметры приобретают свойства интенсивных!
Правило фаз Гиббса утверждает, что число степеней свободы С равновесной термодинамической системы равно разности между числом компонентов К и числом фаз Ф, плюс число факторов п, влияющих на равновесие:
(Число степеней свободы в гетерогенной системе равно числу компонентов, плюс число внешних условий и минус число фаз)
Правило фаз позволяет но числу степеней свободы предсказывать поведение системы при изменении одного, двух или более внешних условий и вычислить максимальное число фаз, которые могут находиться в равновесии при данных условиях. При помощи правила фаз можно предсказать термодинамическую возможность существования системы.
Число степеней свободы - число независимых параметров состояния системы, которые можно изменять независимо друг от друга
Фаза - вещество или раствор, все составные части которого описываются одним и тем же уравнением состояния
Компоненты - вещества, которые необходимы и достаточны для определения состава и свойств любых фаз системы.