定律4.1.3 吉布斯定律——概念1.相体系内物理和化学性质完全均匀一致的部分称为相。相与相之间有明显分界面。体系内相的数目用NP表示。举例:空气,只有气相,NP=1湿饱和蒸汽,有液、汽两相,NP=22.独立组份平衡体系中独立存在的物质称为独立组份,其数目为独立组份数,用NC表示。举例:冰水混合物,只有H2O一种组分,NC=1溴化锂水溶液,有LiBr和H2O,NC=23.自由度体系的自由度是指体系的独立可变因素,自由度的数目用Nf表示。Nf是确定体系所处状态而需要的独立状态参数的数目。4.1 溶液的基本定律4.1.3 吉布斯定律也称为吉布斯相律,或相平衡定律,它是物理化学中最具普遍性的定律之一,适用于平衡态下的任何系统。吉布斯相律描述非均匀复相系处于平衡时的性质:一个复相系在完全平衡时的自由度数NF与其独立组份数NC和相数NP存在如下关系:NF=NC-NP+2?对于单组分单相系,例如水蒸汽,NF=2,两个参数可以确定其状态,有两个独立可变的因素—p、t,p、v或t、v。不会是p、t、v三个都独立可变。?对于单组分二相系,例如饱和水蒸汽,NF=1,表明t、p、v中只有一个可以独立地改变。ps=1atm的湿蒸汽;ps=0.9atm的湿蒸汽;ps=1atm、90 ℃的湿蒸汽?4.1 溶液的基本定律4.1.3 吉布斯定律?对于单元三相系,例如冰、水、水蒸气的混合物,Nf=0,表明温度和压力都有固定值而不能改变,此时平衡态在(T,p)相图上就用一个点(通常称为三相点)来表示。?单相溴化锂水溶液:NC=2,NP=1,Nf=3, p、t、x都是可以独立改变的参数。?溴化锂水溶液-蒸汽两相平衡时: NC=2,NP=2,Nf=2因此,确定处于汽、液平衡的二元溶液的状态,只需要知道两个独立的状态参数,其它状态参数就可随之而定。这两个状态参数可以是p、t、h 和x中的任意两个参数。
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