Фазовые переходы. Уравнение Клайперона-Клаузиуса
В системе, состоящей из нескольких фаз чистого вещества, находящихся в равновесии, возможны переходы вещества из одной фазы в другую. Такие переходы называются фазовыми переходами или превращениями агрегатных состояний. Рассмотрим равновесный переход из одной фазы (1) в другую (2), совершающийся при постоянных давлении и температуре. Соответствующее изменение внутренней энергии системы равно (производится только работа расширения):
откуда
но суммы, стоящие в обеих частях равенства, по определению равны изобарным потенциалам ( Напишем уравнения (4.64) полных дифференциалов для изобарных потенциалов одного моля чистого вещества в двух равновесных фазах 1 и 2:
Вычитая верхнее уравнение из нижнего, получим:
Изменения
или
Взаимное превращение фаз рассматривалось здесь как равновесное и изотермическое, поэтому:
Здесь Из уравнений (4.82) и (4.83) получим:
или
Можно отнести все величины к одному грамму вещества, при этом
где Уравнение (4.84) или (4.84 а) называется уравнением Клайперона-Клаузиуса и является общим термодинамическим уравнением, приложимым ко всем фазовым переходам чистых веществ, т.е. к превращениям агрегатных состояний.
|
,
и 
) моля вещества в фазах 1 и 2. Следовательно, 
, т.е. изобарные потенциалы единицы массы чистого вещества в двух фазах, находящихся в равновесии равны между собой.
и 
здесь были не независимыми, а такими, при которых сохранялось равновесие между фазами 1 и 2. Таким образом, между 
(равновесие при давлении 
и температуре 
), т.е. 
или 
. Следовательно,
(4.82)
(4.83)
- теплота фазового превращения, поглощаемая при переходе моля вещества из фазы 1 в фазу 2; 
- разность мольных объемов двух фаз.
. (4.84)
, (4.84 а)
и 
; 
- молярная масса.
