Фазовым равновесием называют равновесие, которое устанавливается в неоднородной системе, т. е. в системе, содержащей не одну, а несколько однородных соприкасающихся частей. Однородные части системы называют фазами.
Если система содержит одну фазу, систему называют гомогенной, если две и больше - гетерогенной.
3.1. УСЛОВИЯ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ. ПРАВИЛО ФАЗ ГИББСА
Равновесие в гетерогенной системе характеризуется тремя условиями: тепловым, механическим и химическим.
1. Тепловое условие равновесия предполагает, что между двумя фазами α и β, находящимися в равновесии, должны быть одинаковые температуры:
&hide_Cookie=yes)
(3.1)
2. Механическое условие равновесия утверждает, что между фазами происходит обмен объемами до тех пор, пока в них не установятся одинаковые давления:
&hide_Cookie=yes)
(3.2)
3. Химическое условие равновесия говорит о том, что между фазами происходит обмен i-м веществом до тех пор, пока не будет достигнуто равенство химических потенциалов в фазах:
&hide_Cookie=yes)
(3.3)
Если в системе несколько веществ (компонентов), то для каждого из веществ в равновесии должно выполняться условие (3.3).
Между числом фаз в системе Ф и числом компонентов K в равновесии выполняется правило фаз Гиббса:
C = K - Ф + 2, (3.4)
где C - вариантность системы1, под которой понимают минимальное число параметров, необходимых для полного описания состояния системы.
Если C = 1, систему называют моновариантной, если C = 2 - бивариантной и т. д. Вариантность системы указывает на число параметров системы, которые можно изменять, сохраняя при этом число и природу фаз.
В уравнении (3.4) не обязательно должна присутствовать цифра 2. Если температура или давление в системе заданы, то в (3.4) вместо двух фигурирует единица.
3.2. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ФАЗ
Фазовым переходом называется переход вещества из одной фазы в другую, не сопровождающийся химическими превращениями. Фазовые переходы разделяют на фазовые переходы первого рода и фазовые переходы второго рода.