ФАЗОВЫЕ

ПРЕВРАЩЕНИЯ

Процессы, заключающиеся в превращении одной фазы данного вещества в другую фазу того же вещества и, следовательно, протекающие без химических реакций, называются фазовыми превращениями.

Фазовые превращения протекают при постоянной температуре, с выделением или поглощением тепла и с изменением объема.

Фаза - однородная часть гетерогенной системы, которая имеет границу раздела и может быть отделена от общей системы механическим путем.

Гомогенной называется однородная система, каждой точке которой в условиях равновесия соответствуют одинаковые значения давления р, температуры Т и концентрации с (чистые вещества, твердые и жидкие растворы).

Гетерогенными называют сложные системы, состоящие из ряда однородных или гомогенных систем (вода-лед, суспензии, эмульсии, сплавы с нерастворимостью компонентов).

Правило фаз Гиббса

Компонентом называют независимую часть физической системы, имеющую свою химическую формулу. Компоненты образуют всю систему.

Закономерности всех изменений системы в зависимости от внутренних и внешних условий подчиняются правилу фаз Гиббса:

i = К – Ф + В,

где i - число степеней термодинамической свободы, К - число компонентов, Ф - число фаз,

В - внешние переменные факторы - (температура, давление, электромагнитные поля и пр.).

Если i = 0, система называется нонвариантной, если i = 1, то моновариантной, если i = 2 – бивариантной и т.д. При

i 0 система существовать не может.

Примеры применения правила фаз Гиббса

1.Имеется однокомпонентная система (чистый металл) (К=1), находящаяся в одной фазе (жидкой или твердой) (Ф=1). Число внешних факторов В=1 (изменяется только температура, p=Const). Тогда

i = 1 – 1 + 1 = 1.

2.Условие К=1, Ф=2, B=l (p=Const) соответствует однокомпонентной системе находящейся, например, в жидко-твердом состоянии: i = 1 – 2 + 1

=0.

3.Имеем систему лед-вода-пар К=1, Ф=3. При переменных р и Т (В=2). В этом случае i = 0.

4.Условие К=2, Ф=2, B=l (p=Const) относится, например, к двухкомпонентному сплаву, находящемуся в жидко-твердой фазе. В этом случае i = 2 – 2 + 1 = 1.