五、相平衡与相律.pdf

第五章第五章 相平衡与相律相平衡与相律 相是体系中具有相同物理与化学性质的 均匀部分的总和均匀部分的总和，相与相之间有界面相与相之间有界面， 各相可以用机械方法加以分离，越过界 面时性质发生突变面时性质发生突变。。 1. 相/Phase 空气空气、盐水等盐水等 特征： 11. 一个相中可以包含几种物质个相中可以包含几种物质，，即几种物质可以形成即几种物质可以形成一个相个相；； 2. 一种物质可以有几个相； 水有固相、液相和气相 3. 固体机械混合物中有几种物质就有几个相； 糖+砂 4. 一个相可以连续成一个整体，也可以不连续。 冰 相定义相定义  相相：体系中体系中具有相有相同物物理与化学性质的均匀与化学性质的均匀 部分的总和称为相部分的总和称为相。  相的性质： a) 相与相之间有相与相之间有界面界面 b) 越过界面性质发生突变 c) 各相可以用物理的方法加以分离 d)d) 相和物质量的多少无关相和物质量的多少无关 e) 相和物质是否连续无关 2 、平衡态稳定判据平衡态稳定判据  平衡态公理： 稳定平衡态是指体系的宏观约 束（条件）固定时，它能永远停留在该状态， 而且体系中不受约束的宏观参量由于外界对体 系的有限扰动或体系自身涨落而偏离平衡值后系的有限扰动或体系自身涨落而偏离平衡值后， 能自动地恢复到原来的平衡态，而不会转移到 其它新的状态其它新的状态  平衡态稳定的熵判据：根据熵增加原理，孤立体系 进行不可逆过程进行不可逆过程，，熵总是增加的熵总是增加的，，当熵增加到极大时当熵增加到极大时，，体体 系达到平衡态，所以隔离体系最终达到的状态是 熵为极大的平衡态熵为极大的平衡态。但是，隔离体系能离体系能呈现多个多个不 同极大熵的平衡态。  对于隔离体系，熵为严格极大值的态是体系的 稳定平衡态。  隔离体系离体系： 严格极大，稳定态 dU 0, dW 0 极大, 亚稳 态 dV 0  其平衡判据为 22 ((SS ))U ,V 00, (( SS ))U ,V 00  用Helmholtz 自由能判据：等温等容的封闭体系， 体系的稳定平衡态是Helmholtz 自由能为严格 极小态  用Gibbs 自由能判据：等温等压的封闭体系，存在 体积功时体积功时，GibbGibbs 自由能为严格极小值自由能为严格极小值 3. 两相平衡条件两相平衡条件  设一pVT体系（简单体系），无化学反应，只有外参量V ， 将体系分成、两部分（两相），可以认为和相共同 构成隔离体系，内能U、体积V 、物质量n都不变       U U U n1 , n2 n1 , n2      ,   ,  1 2 1 2