3-1 2) 相平衡と相律






相平衡とは
複数の相の間での平衡状態のことです。
水を例にとると、氷と水(異なる相)が共存し
しかもその構成比率が変わらないような状態のことです。
断熱状態、0℃における氷水が1つの例です。
(氷が水になるのと、水が氷になるのが等しい速度なので、構成比率が変わらず平衡状態といえます。)


相律とは
相の数と独立変数(圧力や温度)の自由度との関係を表す式のことです。

自由度とは
相の数を変えることなく、変えることができるような独立変数の数のことです。

式は以下のようになります。
独立変数とは、熱、圧力であると考えておけばいいです。


F(自由度)=C(成分の数)-P(相の数)+2



例(1)水のみ、液相のみ
成分が水のみなので、C=1。
液相のみなので、P=1→F=1-1+2=2
意味としては、温度と圧力共に任意に変化できるという意味です。



例(2)水のみ、液相と気相が平衡状態
成分が水のみなので、C=1。
液相と気相が平衡状態なので、P=2→F=1-2+2=1
意味としては、温度が決まると、圧力が確定するという意味です。