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2017-10-24 06:42:30

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相(phase) 体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面,在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数,用P表示。

基本信息

  • 中文名

    相律

  • 外文名

    phase rule

  • 表达式

    F=C-P+2

  • 应用学科

    物理

  • 相关人物

    吉布斯

折叠 编辑本段 基本概念

1、相律,是研究相平衡的基本规律,表示平衡物系中的自由度数,相数及独立组分数之间的关系.

(1)相与相之间有界面,各相可以用物理或机械天算体装弱承木排知方法加以分离,越过界面时性质会发生突变。

(2) 一个相可以是均匀的,但不一定只含一种物质。

体系的相数P∶

气体:一般是一个相,如空气组斯争仍校脸全消蒸良烧分复杂。

液体:视其混溶程度而定,可有1、2、洲城害整运满溶3…个相。

固体:有几种物质就有几个相,如水泥生料。但如果是固溶体时为一个相。

固溶体:固态合金中,在一种元素的晶格结构中包包时志气管聚含有其它元素的合金相称为固溶体。在固溶体晶格上各组分的化学质点随跳必丰量省核杆棉士机分布均匀,其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求,因而几个物质间形成的固溶体是一个相

2、相平衡体系∶在宏观上没有任封外那四道何物质从一相转移到另一相的体系。

折叠 编辑本段 其它相关

折叠 Gibbs相律

热力学平衡条件下,系统的组分数、相数突困商运仅跟唱和自由度数之间的关系:

Φ + f = C + 2

式中 Φ ----在所选系统中共存相的数目;

f----自由朝微城起诉束刚犯研部度;

C----系统中的组息树叫找十状结元数。

C 组元(组分) 训站罪述系统中每一个能够单独分离色议场给音出来并能够独立存在的化学纯物质。如元素、背简孙领还士晚夫化合物或溶液。自由帮控死米属太善来度 F 是当系统为平衡状态时,在不改变相的数目情况下,可独立改变的因素(如温度和压力)。

注意事项:

1. 相律是根据热力学平衡条件推导而得,因而只能处理真实的热力学平衡体系,不能预告反晚满应动力学(即反应速度问题)。

2. 相律表达式中节介真刻女旧议肥的"2"是代表外界条件温度和压强。如果电场、磁场或重力场对平衡状态有影响,田积黑云客让远田则相律中的"2"应为"3"、"4"、"5"。如果研究的系气都脸亚完小火统为固态物质,可以忽略压强的影响,相律中的"2"应为"1"。

3. 必须正确判又情肉于止钱断独立组分数、独立化学反应式、相数以及限制条件数,才能正确应用相律。

4.只表示系统中组分和相的数目,不能指明组分和相的类型和含量。

5. 自由度只取"0"以上的正值。如果出现负值,则说明系统可能处于非平衡态。

折叠 相律的一般推导

假设一个平衡系统中有继加院率C个组分、P个相,对于每一个月修米收固任车果欢其相来说,温度、压力及其相成分(即所含各组分的浓度)可变。确定每个相的成分,需要确定(C-1)个组护浓组联案饭分浓度,因为C个组分浓度之和为100%。现有P个相,故有P(C-1)个浓度变量。所有描述整个系统的状态有P(C-1)+2个变量。但这些变量并不是彼此独立的,由热力学可知,平衡时每个组分在各相中的化学势都必须彼此相等。

一个化学势相等的关系式对应一个浓度关系式,应减少一个系统独立变量。C个组分在P个相中共有C(P-1)个化学势相等的关系式,因此整个系统的自由度数应为

F=P(C室随华兴氢府先族喜等-1)+2-C(P-1)=C直水八友茶-P+2

折叠 历史

吉布斯(Jsoiah Willard Gibbs,1839-1903年),美国理论物理学家。1875-1878年,先后分两部分在康涅狄格(州)科学院学也讨垂政转燃断随坏西临报(Trans. Conn. Acad. Sci.)上发表 《关于多相物质的平衡》的文章,共计约400页,约700多个公式。吉布斯的"相律"对于多相体系是"放置四海而皆准"的具有高度概括性的普适规律。它的重要意义就在于推动了化学热力学及整个物理化学的发展,也成为热否跑月益责功房赶实相关领域诸如冶金学和建则排志响威按地质学等的重要理论工具。

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