ФАЗ ПРАВИЛО
закон
фаз, соотношение термодинамики, согласно к-рому для любой равновесной
системы сумма числа фаз Ф и вариантности v равна числу компонентов
k, увеличенному на число параметров п, определяющих равновесное
состояние системы: ф + v = k + п. При этом параметры
состояния - темп-pa Т, давление р, напряжённости электрич.
и магнитного полей и др.- должны быть одинаковыми во всех фазах. Если состояние
системы может изменяться лишь под действием Т и р, причём размеры фаз таковы,
что можно пренебречь величиной их поверхностной энергии, то Ф. п. принимает
вид:
v = k + 2-ф.
Для конденсированных систем
(напр., сплавов металлов), где р либо постоянно, либо изменяется
так незначительно, что не влияет на состояние равновесия, Ф.п. принимает
вид: v = k + 1 -ф; при переменном р и постоянном Т его
вид тот же. Если состав сосуществующих фаз одинаков, как в максимумах и
минимумах диаграмм состав - давление пара (см. Коновалова законы), а
также диаграмм состав - темп-pa кристаллизации (см. Розебома правила),
система
ведёт себя как однокомпонентная, т. е. для неё v = 3 - ф (при переменных
р
и
Т) или v = 2 - ф (при постоянном
р или
Т).
Наконец,
когда в системе образуется хим. соединение, то k
равно разности
между числом химически индивидуальных веществ и числом независимых реакций.
Примеры. 1) Одно вещество
(напр., сера) может находиться: а) в одной фазе, в частности газообразной
(v
= 1 - 1 + 2 = 2), система дивариантна, т. е. Т и р
можно
менять в определённых пределах независимо друг от друга; б) в двух фазах,
напр. в виде кипящей жидкости, находящейся в равновесии с паром (v = 1
- 2 + 2 = 1), система моновариантна, возможно изменение только
Т
или
р,
так как оба параметра связаны функциональной зависимостью (см.
Клапейрона
- Клаузиуса уравнение); в) в трёх фазах, в частности в виде ромбич.
серы в равновесии с жидкой и газообразной (v = 1 - 3 + 2=0), система
нонвариантна;
фазы сосуществуют при единственных
значениях р и Т, см. Тройная точка. 2) Система, состоящая
из воды и соли, тривариантна при наличии одной фазы (напр., для раствора
можно менять в известных пределах Т, р и концентрацию раствора с)
и нонвариантна при наличии четырёх фаз (водного раствора, соли, льда и
пара, эти фазы могут сосуществовать при единственном сочетании значений
Т,
р и с).
Ф. п. вывел Дж. Гиббс
(опубликовано
в 1876). Его широко использовали в кон. 19 - нач. 20 вв. Я. Вант-Гофф,
X.
Розебом
и их ученики, Н. С. Курнаков
и его школа. Ф. п. имеет особенно
большое значение при исследовании
гетерогенных систем, в частности
в металловедении, металлургии, петрографии, химической технологии
(см.
также Диаграмма состояния, Диаграмма химическая, Физико-химический анализ).
Лит.: Гиббс Дж. В.,
О существующих фазах материи, в его кн.: Термодинамические работы, пер.
с англ., М.- Л., 1950, с. 143 - 48; Аносов В. Я., Погодин С. А., Основные
начала физико-химического анализа, М. - Л., 1947; Древинг В. П., Калашников
Я. А., Правило фаз с изложением основ термодинамики, [2 изд., М.], 1964;
Сторонкин А. В., Термодинамика гетерогенных систем, ч. 1-3, [Л.], 1967-69;
Карапетьянц М. X., Химическая термодинамика, Зизд., М., 1975. М.Х. Карапетъянц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я