הבדלים בין גרסאות בדף "חוק הפאזות של גיבס"

אין תקציר עריכה
== דוגמאות ושימושים לחוק הפאזות ==
=== חומרים טהורים (רכיב אחד) ===
לחומרים טהורים (C=1) כמו מים לדוגמא, חוק הפאזות של גיבס נותן <math>F=3-P</math>. במצב של פאזה בודדת (P=1) בשיווי משקל (כאשר המים נמצאים רק באחד ממצבי הצבירה), מתקבל כי ישנן 2 דרגות חופש (F=2), הלחץ והטמפרטורה, שניתן לשנותן באופן בלתי תלוי בלי לפגוע במצב שיווי המשקל ובלי לשנות את מספר הפאזות. [[File:דיאגרמת_פאזות_של_מיםPhase diagram.png|שמאל|ממוזער|300px|דיאגרמת פאזות מופשטתשל חומר טהור כפונקציה של מיםהלחץ p והטמפרטורה T.{{ש}} הקו האדום הינו קו דו הקיום בין הפאזה הגזית לפאזה המוצקה, על קו זה מתרחשת [[המראה (פיזיקה)| המראה]] של מוצק לגז או התמצקות ישירה של גז.{{ש}} הקו הצהוב הוא קו דו הקיום בין מוצק לנוזל הנפוץ ברוב החומרים, בעוד הקו הצהוב המקווקו מתאר את [[האנומליה של המים]] בהתמצקות לקרח. מפגש שלושת הקוים מסמן את ה[[נקודה משולשת|נקודה המשולשת]] בה שלושת הפאזות נמצאות בשיווי משקל.{{ש}} הקו הסגול הינו קו ההתעבות/התאדות בו מתקיים מעבר בין הפאזה הנוזלית לגזית, ובסופו נמצאת הנקודה הקריטית - הנקודה שבה הפאזה הגזית והפאזה הנוזלית הופכות להיות בלתי מובחנות ומתאחדות לפאזה אחת הנקראת [[זורם]].]]כלומר, במילים אחרות ניתן לומר שבדיאגרמת הפאזות הסכמטית המוצגת משמאל ניתן לראות כי פאזה בודדת מיוצגת ע"י שטח במרחב הפרמטרים p, T.
כאשר שתי פאזות (P=2) נמצאות בשיווי משקל (מקרה אינטואיטיבי הוא רתיחה של מים, כאשר מים נוזליים ואדים נמצאים בשיווי משקל), אזי F=1 ולכן במקרה זה רק אחד מהמשתנים, לחץ או טמפ', יכול להקבע באופן שרירותי והמשתנה השני יקבע באופן חד ערכי ע"פ המשתנה הראשון. קשר זה בין הלחץ והטמפ' מובע באמצעות [[משוואת קלאוזיוס-קלפרון]]. בדיאגרמת הפאזות משמאל האילוץ בין הלחץ והטמפרטורה מוצג באמצעות קו המפריד את הפאזות השונות, קו זה נקרא "קו דו הקיום". על קו זה שתי הפאזות (נוזל/גז, נוזל/מוצק, גז/מוצק) מתקיימות בשיווי משקל, ולכן אם לדוגמא תקורר מערכת של אדים ומים נוזליים, חלק מהגז יתעבה לנוזל, הלחץ במערכת יקטן והמערכת תשאר על קו דו הקיום בדיאגרמת הפאזות. היחסים בין הלחץ והטמפ' ישמרו על פי קו הדו-קיום עד אשר אחת מהפאזות תתכלה לחלוטין ע"י עיבוי או אידוי או ע"י הגעה ל[[נקודה קריטית|נקודה הקריטית]]. כל עוד ישנן שתי פאזות בשיווי משקל, תתכן רק דרגת חופש אחת למערכת ולכן הלחץ נקבע לפי הטמפ' או להיפך ע"פ קו דו הקיום.
 
הנקודה הקריטית היא הנקודה בסוף קו דו-הקיום של פאזות הגז והנוזל. בהתקרב לנקודה זו פאזות הגז והנוזל הופכות באופן הדרגתי דומות יותר ויותר, עד אשר בנקודה הקריטית הן אינן ניתנות להבחנה, ואין יותר הפרדה בין הפאזות. מעבר לנקודה הקריטית ולקו דו הקיום F=2 והלחץ והטמפ' יכולים להקבע באופן בלתי תלוי, כפי שהיה במקרה של פאזה בודדת. ולכן, באזור זה של דיאגרמת הפאזות קיימת פאזה בודדת של גז דחוס, הנקראית [[זורם]].
33

עריכות