Глава 8. Фазовые превращения и фазовые равновесия

Основные понятия теории фаз

Некоторые из этих понятий уже были использованы при изложении предыдущего материала, а другие в этой главе рассматриваются впервые.

Фазой называется часть (или части) системы с одинаковыми физическими свойствами и одинаковым составом во всех точках.

Если фаза состоит из нескольких частей, то для нее может использоваться название раздробленная фаза. Для фазы, представляющей собой единое целое, используется название сплошная фаза.

Система, состоящая из одной фазы, называется однородной или гомогенной системой.

Система, содержащая две или более фаз, называется неоднородной или гетерогенной системой.

Все вещества, которые можно выделить из данной системы, называются составляющими веществами.

В теории фаз используется понятие независимого составляющего вещества или компонента. Число компонентов К соответствует минимальному числу составляющих веществ, из которых можно составить систему. Оно равно числу всех составляющих веществ S минус число реакций между ними R или налагаемых дополнительно других условий С по составу системы: K = S - R - C.

Действительно, равновесную смесь, содержащую СО, СО₂ и О₂, можно получить, используя только два вещества, а третье появится в ходе реакции.

Система, состоящая из двух компонентов, называется бинарной или двойной, из трех компонентов - тернарной или тройной и т.д.

Еще одним понятием теории фаз является вариантность или число степеней свободы f системы. Под ним понимается число независимых величин, которые могут одновременно изменяться при заданном числе и виде фаз.

Система, в которой любое изменение внешних параметров (к ним относятся давление и температура) или состава приводит к изменению числа фаз, называется нонвариантной. Условие нонвариантности - f = 0.

Если число фаз остается неизменным при некотором изменении только одного фактора, то система называется моновариантной.

Далее следуют названия бивариантная (при одновременном изменении двух факторов с сохранением данного числа фаз), тривариантная, тетравариантная и т.д.

В данной главе рассматриваются системы, не находящиеся в поле действия внешних сил. Например, для столба воздуха в поле земного тяготения давление и состав газа значительно изменятся на высоте в несколько километров и приведенное выше понятие фазы использовать нельзя.