109433

Układem nazywamy ściśle określony obiekt badań.

Cała „reszta świata" to otoczenie.

Na ogół układ otaczają ścianki, które decydują o wymianie energii i masy z otoczeniem. Układ izolowany nie wymienia energii i masy z otoczeniem.

Układ zamknięty wymienia tylko energię z otoczeniem.

Układ otwarty wymienia energię i masę z otoczeniem.

Stan termodynamiczny układu opisujemy precyzując v\artości wielkości makroskopowych bezpośrednio mierzalnych.

Nazywamy je zmiennymi lub współrzędnymi termodynamicznymi.

Dzielą się na ekstensywne (zależą od wielkości układu) oraz intensywne (nie zależą od wielkości układu)

Układ jest jednorodny jeżeli wartości wszystkich zmiennych intensywnych są takie same we wszystkich miejscach układu lub zmieniają się w sposób ciągły.

Układ jest niejednorodny jeżeli ma różne właściwości w różnych miejscach i zmieniają się one skokowD.

Układy niejednorodne można podzielić na jednorodne części.

Każdą jednorodną część układu nazywamy fazą.

istnieje wiele mierzalnych wielkości makroskopowych doświadczenia wykazały jednak, że jest tylko niewielka liczba zmiennych niezależnych, których ustalenie określa wszystkie inne.

Liczba stopni swobody jest to liczba zmiennych niezależnych koniecznych do pełnego określenia stanu układu.

Reguła Duhema głosi,że stan termodynamiczny układu zamkniętego jest całkowicie określony jeżeli mamy daną jego zawartość (tj. ilość każdego składnika) oraz jeszcze dwie wielkości.

Układ będący fazą zamkniętą ma dwa stopnie swobody, co oznacza, że tylko dwie zmienne są niezależne.

Przez składniki niezależne fazy rozumiemy te różne substancje chemiczne, których znajomość zarówno co do ilości jak i co do jakości wystarcza i jest konieczna do określenia składu i masy fazy.

Pomiędzy liczbą stopni swobody (s) składnikami niezależnymi (a), a liczbą faz (P) zachodzi następująca zależność zwana regułą faz Gibbsa

s= a + 2-p

Powyższa zależność daje nam możliwość określenia, że:

1)    Faza zamknięta jednoskładnikowa ma dwa stopnie swobody, oznacza to, że temperaturę i ciśnienie można zmieniać dowolnie w pewnych granicach, a żadna inna faza się nie pojawi.

2)    Gdy dwie fazy współistnieją w równowadze zmniejsza to liczbę stopni swobody do jednego, zatem dla danej temperatury ciśnienie jest automatycznie ustalone i vice versa.

3)    Gdy mamy trzy fazy liczba stopni swobody wynosi zero.