15. Stan równowagi pomiędzy fazami; równanie Clausiusa - Clapeyrona.

Oznaczamy przez N₁ liczbę cząsteczek substancji znajdujących się w fazie 1, a przez N₂ liczbę cząsteczek substancji znajdujących się w postaci odpowiadającej fazie 2.

G=G1+G2	gdzie G1 jest energią swobodną fazy 1, a G2 jest energią swobodną fazy 2.

  ⁱ  

energia swobodna liczona na cząsteczkę i-tej fazy w określonej temperaturze T i przy ciśnieniu p.

Jeżeli obie fazy współistnieją w stanie równowagi, wartości N₁ i N₂ muszą być takie, by G było minimalne. Więc G musi pozostać stałe dla nieskończenie małych zmian N₁ i N₂ , a więc

Dla współistnienia dwóch faz w stanie równowagi

Jeżeli T i p są takie, że g₁ <  g₂, to G ma minimalną wartość, o ile wszystkie cząsteczki substancji znajdują się w fazie 1, tak że G=Ng₁. Wtedy w stanie równowagi może istnieć tylko faza 1.

Jeżeli T i p są takie, że g₁ > g₂ , to G ma wartość min., gdy wszystkie cząsteczki substancji są w fazie 2, tak że G=Ng₂. Wtedy tylko faza 2 może istnieć w stanie równowagi.

Natomiast, jeżeli T i p mają takie wartości, że g₁ = g₂ , dowolna liczba N₁ cząsteczek fazy 1 może współistnieć w stanie równowagi z N₂ cząsteczkami.

Miejsce geometryczne punktów odpowiadających takim wartościom T i p, dla których g1 = g2, przedstawia krzywa równowagi faz, wzdłuż której obie fazy mogą współistnieć w stanie równowagi.

Równanie Clausiusa-Clapeyrona

Na przykład: dla danej przemiany mierząc zależność temperatury przemiany od ciśnienia mo-żemy określić ciepło przemiany.