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2017/1/17 固体の熱力学 -相図ー 相平衡とは? 相平衡を記述する熱力学変数 示強変数 - T、P、μ(μは化学種の数だけある) 示量変数 - V、Eなど (示量変数/質量=示強変数) 平衡の条件 α相 β相 T =T 、P =P 、μ =μ α β α β α β ΔG=0 相律(phase rule) F : 自由度(自由に変化できる示強変数の数) F = c – p + 2 c : 成分の数(独立な化学種の数) p : 相の数 一成分系 例 H O 2 P、Tだけで系を記述する H O(l) = H O(g) 2 2 ことができる c=1 (H Oだけ) 2 PV=nRT p=2 (液体と気体) 従って、 F = c– p + 2 = 1 – 2 + 2 = 1 PかTどちらか一方を独立に変化しうる 他方は自動的に決まってしまう! 一成分系の相図(状態図) 相図(Phase diagram) P – T 関係図(一成分系)、T – x (モル分率)(二成分系以上の場合)など 一成分系の相図(CO の場合) ●各領域内(S、L、G) 2 F = c– p + 2 = 1 – 1 + 2 = 2 B A 領域内の1点を指定するためにはPとT両方を指 L 融解曲線 定する必要がある 圧 ●各線上 力 S 蒸発曲線 F = c– p + 2 = 1 – 2 + 2 = 1 O 線上の1点を指定するためにはPかTのどちらか C 昇華曲線 G を指定すればよい(他方は自動的に決まる) ●O点 D F = c– p + 2 = 1 – 3 + 2 = 0 温度 一義的にきまる(三重点) OB曲線(Clausius Clapayro の式) OA曲線(Clausiusの式) dG = dG dP Hv Hv S l = Q = ( S ) T dG VdP- SdT

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