3.相律的推导 根据体系自由度的定义 F=描述平衡体系的总变量数: 各变量间必需满足的关系式的数日 (1)描述体系状态的变量总数 因每一个相都存在∑x=1,所以每一个 相的组成需要(S-1)个浓度变量。S为物种数
6 3.相律的推导 根据体系自由度的定义 F = 描述平衡体系的总变量数- 各变量间必需满足的关系式的数目 (1) 描述体系状态的变量总数 因每一个相都存在∑xB=1,所以每一个 相的组成需要(S-1)个浓度变量。S为物种数
因此,表示体系内所有的各相的组成共需 要P(S-1)个浓度变量。 再加上温度和压力两个变量(对于已达 平衡的体系,存在热平衡及力学平衡: Ta=TB=...-T9-T pa =PB=...=P0=P 所以描述体系状态的变量总数为P(S-1)+2
7 因此,表示体系内所有的各相的组成共需 要P(S-1)个浓度变量。 再加上温度和压力两个变量(对于已达 平衡的体系,存在热平衡及力学平衡: Tα = Tβ =…=Tφ=T P α = Pβ =…=Pφ=P 所以描述体系状态的变量总数为P(S-1)+2
(②)各变量间必需满足的关系式的数日 1)根据相平衡条件:各物质在含有该物质的 各个相中的化学势都相等。 u=4== 贤===u喝 ug=g==图 每一个等号就能建立两个浓度间的关系(从 化学势表达式可看出)
8 (2) 各变量间必需满足的关系式的数目 1) 根据相平衡条件: 各物质在含有该物质的 各个相中的化学势都相等。 = = = = = = = = = S S S 2 2 2 1 1 1 每一个等号就能建立两个浓度间的关系(从 化学势表达式可看出)
对于每二个物质来说,可以建立(P-1)个关系 现共有S种物质,分布于P个相中, 因此,根据化学势相等的条件可导出浓度变 量的方程式共S(P1)个。 2)如果体系中有化学变化发生 对于每一个独立的化学反应都应满足 ∑VBHB=0 或者理解为每一个化学平衡都有一个平衡常 数,而平衡常数则联系了参加反应物质的浓 度关系
9 对于每一个物质来说,可以建立(P-1)个关系 , 现共有S种物质,分布于P个相中, 因此,根据化学势相等的条件可导出浓度变 量的方程式共S(P-1)个。 2) 如果体系中有化学变化发生 对于每一个独立的化学反应都应满足 BB = 0 或者理解为每一个化学平衡都有一个平衡常 数,而平衡常数则联系了参加反应物质的浓 度关系
因此,体系中各物质之间所必须满足的 独立的化学平衡关系式的个数为R个,则在 状态的变量数中应该减去R。 应注意体系中的化学反应如不是全独 立的,如体系中若有 (1) CO+H,O=CO2+H2 (2) C0+1/202=C02 (3) H2+1/202H20 三个反应同时存在,但只有两个是独立 的,因为(2)=(3)+(1),故R=2
10 因此,体系中各物质之间所必须满足的 独立的化学平衡关系式的个数为R个, 则在 状态的变量数中应该减去R。 应注意体系中的化学反应如不是全独 立的,如体系中若有 (1) CO+H2O=CO2+H2 (2) CO+1/2O2=CO2 (3) H2+1/2O2=H2O 三个反应同时存在,但只有两个是独立 的,因为(2) = (3) + (1),故 R=2