Реферат: Энергия Гиббса
Существует правило фаз Гиббса.
Различают однокомпонентные, двухкомпонентные, трехкомпонентные системы (К=1, К=2, К=3).
К=1.
Сmin = 1 – 3 + 2 = 0
Cmax = 1 – 1 + 2 = 2
Для описания однокомпонентных систем выбрали координаты:
Р (давление насыщенного пара)
Т (температура)
dP / dT = ΔHф.п. / (Tф.п. * ΔV)
эта зависимость сохраняется в силе для абсолютно всех фазовых переходов.
Р c
Тв. Ж. a
b Пар
 |
Т кр. Т
Каждая линия диаграммы отвечает своему фазовому переходу:
Оb Тв. – Ж.
Оа Ж. - Пар
Ос Тв. - Пар
Поля диаграммы: твердая фаза, жидкая фаза, пар.
Т кр.: Пар – Газ
Поле фазы:
С = 2 (на полях Сmax )
C = 1 (на линиях)
Точка О – отвечает равновесию трех фаз: Тв. – Ж – Пар.
С = 0 – это значит, что нельзя менять ни температуру ни давление.
Остановимся теперь на химическом потенциале — величине, определяющей термодинамические характеристики не системы в целом, а одной молекулы в этой системе.
Если добавлять в систему молекулу за молекулой при постоянном давлении , то на добавление каждой новой частицы надо затратить в точности ту же работу, что на добавление любой предыдущей: объем системы будет расти, а плотность системы — и интенсивность взаимодействий в ней — меняться не будет. Поэтому термодинамическое состояние молекулы в системе удобно определять величиной свободной энергии Гиббса G, деленной на число молекул N,
| m = G/N |
называемой химическим потенциалом (а так как в жидкой или твердой фазе и невысоких давлениях F » G , то здесь m » F/N ). Если N означает не число молекул, а, как обычно, число молей молекул, то и m относится не к одной молекуле, а к молю молекул.
Химический потенциал — или, что то же самое, свободная энергия Гиббса в расчете на одну молекулу — нам пригодится во второй части сегодняшней лекции, когда речь пойдет о распределении молекул между фазами. Дело в том, что молекулы перетекают из той фазы, где их химический потенциал выше, в ту, где их химический потенциал ниже, — это понижает общую свободную энергию системы и приближает ее к равновесию. А в равновесии химический потенциал молекул в одной фазе равен химическому потенциалу тех же молекул в другой фазе.