相律与相图
相律与相图
相律:研究相态变化的规律。 相数(φ),组元数(C),自由度数(f) 一、相与相数() 相:体系中物理、化学性质完全一致的所有部分 的总和。 相与相:明显界面;机械方法可分开; 宏观界面性质突变;与物质量无关
相 律 相律：研究相态变化的规律。 相数(Φ )，组元数(C )，自由度数（f ） 一、相与相数（Φ） 相：体系中物理、化学性质完全一致的所有部分 的总和。 相与相：明显界面；机械方法可分开； 宏观界面性质突变；与物质量无关
相律 为了描述一个多种物质组成的多相系统的平衡状态,我们通常需要指定系统的温度、压 力及各相中各种物质的物质的量等。但是,在研究相平衡的问题时,我们主要关心的是系统 的强度性质而不是系统的广度性质,因为多相系统的相平衡状态是由=4决定的,而 u2=1B(即组分B在。相及日相中的化学势)是强度性质,与各相物质的数量多少无关。 例如,当纯水处于气液平衡时,它的饱和蒸气压仅由温度决定,而和水的质量的多少无关 当糖溶于水中达到饱和(即达到液、,固两相平衡)时,其饱和溶解度仅由温度、压力决定, 而与糖与水的多少无关。那么,为了确定一个多组分多相系统的平衡状态,最少需要指定多 少个强度性质呢?这就是相律要解决的问题
例三元系相图组成的表示法 f=3-+1=4→,Φmin=1,fmx=3 三维坐标→等边三角立柱 等边三角形—组成三角形rt 个立柱侧面—二元相图面 组成三角形的边—二元组成 组成三角形的顶点—纯组元
f* = 3-Φ + 1= 4 –Φ， Φmin = 1 ， f* max= 3 三维坐标→ 等边三角立柱 A C B T T 等边三角形——组成三角形 T 三个立柱侧面——二元相图面 组成三角形的边——二元组成 组成三角形的顶点——纯组元 例 三元系相图组成的表示法
对于只由液态水组成的系统来说我们可以保持压力不变(例如压力恒定在101325kPa), 而在一定的范围内任意改变温度(例如从5℃变化到95℃);或保持温度不变(例如温度恒定在 25℃),而在一定的范围内(例如从100a到10MPa)任意改变压力;或者在一定的范围内同 时任意地改变温度和压力;在上述情况下,系统均能保持单相(液相)而不变。因此我们说这 个系统有两个独立可变的强度性质:温度和压力。要确定这个系统的状态则必须同时指定这 两个强度性质的值。对于处于气液平衡的纯水系统来说,情况就不同了,由于纯水的蒸气压 是由温度决定的,因此在温度、压力两个强度性质之间只有一个是独立可变的。指定了温 度,系统的压力便确定了,或指定了压力,温度也就确定了。因此,对于气液两相平衡共存 的纯水系统来说,要确定系统的状态,只需指定一个强度性质(温度或压力)就可以了。我们 把确定系统平衡状态所须要的独立的强度性质数目称为系统的自由度,用符号f表示。这些 独立的强度性质可以在一定的范围内任意变化而不会引起系统相数的改变。如上讨论,在液 态水的系统中,自由度数f=2,而在水和水蒸气平衡的系统中,自由度数f=1