Число компонентов системы равно числу входящих в нее веществ минус число уравнений, связывающих концентрации этих веществ

В гетерогенных системахвозможныследующие процессы или явления:

1. Переходы веществ из одной фазы в другую или агрегатные превращения.

2. Растворение твердых веществ.

3. Перераспределение растворенного вещества между двумя растворителями.

4. Химические реакции.

Равновесию гетерогенных систем отвечает:

· равенство химических потенциалов каждого компонента во всех фазах (иначе будет происходить переток вещества);

· минимальное значение одного из термодинамических потенциалов (энергии Гиббса или энергии Гельмгольца);

· максимальное значение энтропии.

/На практике наиболее обычными условиями являются постоянство температуры и давления, поэтому равновесие в гетерогенных системах можно оценивать по их изобарно- изотермическому потенциалу или энергии Гиббса (ΔG = ΔH – TΔS)/.

Любая термодинамическая система может быть охарактеризована вариантностью или числом степеней свободы V.

Вариантность – это число параметров системы, которые можно менять независимо, не меняя при этом числа и вида фаз системы.

Например, для описания состояния чистого газа необходимо знать 2 переменные – температуру и давление или давление и объем, так как третью переменную можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:

PV = nRT. Следовательно, чистый газ имеет число степеней свободы V = 2. Чистая жидкость или твердое вещество также имеют V = 2.

Равновесные гетерогенные системы, состоящие из любого числа фаз и любого числа веществ, подчиняются общей закономерности – правилу фаз Гиббса(1876 г.):

Число степеней свободы равновесной термодинамической системы, на которую из внешних факторов влияют только температура и давление, равно числу компонентов минус число фаз плюс 2.

V = C – P + 2

Примечание 1. Если один из параметров (температура или давление) постоянен, то имеем дело с условной вариантностью системы и V = C – P + 1.

Примечание 2. Если система определяется, кроме температуры и давления, еще одним параметром, например, величиной поверхностной энергии дисперсных частиц, то V = C – P + 3.

По величине числа степеней свободы или вариантности системы подразделяют на:

· инвариантные или нонвариантные, V = 0;

· моновариантные, V = 1;

· дивариантные, V = 2 и т. д.