Системах и химических реакциях

Допустим, что в изолированной термодинамической системе, состоящей из двух подсистем, вещество находится в двух различных фазах, причем ко­личество вещества в подсистемах изменяется при неизменном общем коли­честве вещества в системе, т.е.

. (13.34)

При постоянных температуре и давлении изобарно-изотермический потенциал в условиях равновесия должен иметь мини­мум, т.е.

. (13.35)

Ввиду аддитивности изобарно-изотермического потенциала

. (13.36)

На основе соотношения (13.30)для 1-ой и 2-ой подсистем справедливы следующие равенства

. (13.37)

Подставляя (13.37)в (13.36)и учитывая, что в состоянии равновесия

получим

.

С учетом (13.34) . Отсюда

Таким образом, условия равновесия гетерогенной системы будут выпол­нены, если кроме равенства температур и давлений будет также выполнено условие равенства химических потенциалов фаз. А это означает, что в усло­виях равновесия удельные энергии в фазах равны.

Если число фаз больше двух, то в условиях равновесия при

или

. (13.38)

При равновесии в химических реакциях введение некоторого количества dn_i молей i -го компонента при сохранении постоянного количеств! молей всех других компонентов будет изменять значение изобарно-изотермического потенциала на величину

Отсюда уравнение

можно переписать в виде

или

В условиях равновесия для химически реагирующих газов при

(13.39)

Формула химического потенциала i - го компонента при условии, что он является идеальным газом, записывается в виде

, (13.40)

где Z _i - парциальное значение изобарно-изотермического потенциала i -го компонента в смеси; φ_{i 0}- значение химического потенциала i -го компонента,

не изменяющегося при постоянной температуре; p_i - парциальное давление i - го компонента.