Fázisátalakulások

Question 1

Szabadentalpia leírása egykomponensű rendszerben?

Answer 1

A kémiai folyamatok többsége a környezet által meghatározott p nyomáson és T hőmérsékleten játszódik le (innen jön H szabadentalpia használata).
Egykomponensű rendszerben:
dG = –SdT + Vdp + μdn —> μ = (∂G/∂n)T,p=áll. —> G = G0 + μn, ahol G0 = állandó= 0 —> μ = G/n = G_m

Question 2

Izoterm-izobár egyensúly általános feltétele?

• Reverzibilis folyamat?
• Spontán folyamat?
• Általánosan?

Answer 2

• Reverzibilis folyamatnál: μ(i)^β = μ(i)^α,
ahol μ(i)^vmi az i-edik komponens kémiai potenciálja az adott fázisban.
Izoterm-izobár egyensúlyban mindegyik komponensre fennáll, hogy kémiai potenciálja az összes egymással érintkező fázisban azonos.
• Spontán folyamatoknál: G csökken, az anyagátmenet önként akkor megy végbe, ha μ(i)^α > μ(i)^β, azaz ha az i-edik komponens kémiai potenciálja az egyes fázisokban különböző.
• Önként végbemenő folyamatban minden komponens abból a fázisból, amelyben a kémiai potenciálja nagyobb, abba a fázisba megy át, amelyben az kisebb.
Az anyagátmenet addig tart, amíg a komponensek kémiai potenciáljai ki nem egyenlítődnek. Ekkor a folyamat megáll, és beáll az egyensúly.

Question 3

GIBBS-FÉLE FÁZISTÖRVÉNY

Answer 3

SZ + F = K + 2, ahol K a komponensek, F a fázisok, és SZ a szabadsági fokok száma.

Question 4

Elsőrendű fázisátalakulások jellemzői?

Szabadentalpia, kémiai potenciál, parciális deriváltak?

Answer 4

Elsőrendű fázisátalakulásokkor a szabadentalpia és a kémiai potenciál a nyomás, valamint a hőmérséklet folytonos függvénye, de a kritikus hőmérsékleten és kritikus nyomáson első parciális deriváltjaik ugrásszerűen változnak, mert a görbék meredeksége megváltozik az átalakulási T(k) és p(k) pontoknál.

Question 5

CLAUSIUS-CLAPEYRON-EGYENLET

Answer 5

dp/dT = ΔS/ΔV és ΔS = Q(p)/ΔT = L/T —> dp/dT = L/(T*ΔV), ahol az átalakulási hő.

Question 6

T-p fázisdiagram?

• Görbék?

Answer 6

O: hármaspont, T(forr) és T(olv) is függ a nyomástól.

• Szublimációs görbe, olvadási görbe, gőznyomási görbe.

Question 7

Víz fázisdiagramja?

Answer 7

insert T–Q diagram here
AB: Q(AB) = mc(jég)ΔT
BC: Q(BC) = mL(olv) —> T nem változik 0 fokon
CD: Q(CD) = mc(víz)ΔT
DE: Q(DE) = mL(forr) —> T nem változik 100 fokon