Мирзо Улуғбек номидаги Ўзбекистон Миллий Университети Кимё факултети (кечки)Физикафий кимё фанидан

1-нуқтада фазалар сони биттабўлиб, эркинликдаражалари сони F=3-1=2 бўлади. Бунингмаъносишуки, маълумчегаралардафазалар сони ватуриниўзгартирмасдантуриб, мустақилравишдар ваТ ни ўзгартиришмумкин. 2-нуқтада F = 1.

Буҳароратёкибосимниихтиёрийўзгартиришимкониятиникўрсатади. Бунда иккинчиўзгарувчибиринчигамосравишдаКлапейрон-Клаузиустенгламасигабиноанўзгаришикерак. ОС эгрисибуғланишжараёниучунКлапейрон-Клаузиуснингтенгламасибиланифодаланади.

ОД эгрисиўтасовитилгансувнингустидагитўйинганбуғбосимидир. Бундайҳолатбарқарорэмас, чункиўтасовитилгансув доимо каттароқбуғбосимигаэга, яъникаттароқкимёвийпотенциалгаэга (худди шу ҳароратдагимузганисбатан). Ўтасовитилгансувбуғбиланметастабилмувозанатдабўлади. Бундайсувгабирнеча муз кристаллариникиритсак, унингтезликбиланмузлашисодирбўлади. О нуқтада 3 та фаза мувозанатдабўладиваF=3-3=0, яъни система инвариантдир: р=6,1 гПаваТ=273,1576 К (0,0076 0С). Атмосфера босимида(1013 гПа) муз учламчинуқтаганисбатанпастроқҳароратдаэрийди. БуОВ чизиғинингчапгаоғганлигивамузнингсолиштирмамассасисувникиданкичиклигибилантушунтирилади. Шунингучун

тенгламагамувофиқ1013 гПада музнингсуюқланишҳарорати6,1 гПадагиучламчинуқтадагиданпастдир. Бунда система 2 фазали (сувва муз), чунки6,1 гПадан юқорироқбосимдабуғсимон фаза мавжудбўлаолмайди. Агарсистемагаучламчинуқтадаиссиқликберсак, у музниэритишгасарфланади, аммоҳароратҳам, буғбосимиҳамсистемада 3 та фаза мавжудлигидаўзгармайди, чункиF=0. Барча муз суюқлангандасуюқвабуғфазаларимувозанатдақолади, система моновариантлиF=1 бўлибқоладиваиситишнидавомэтсак, жараёнОС буғланишэгрисибўйичакетади. Учламчинуқтадасистеманисовитиш муз хосилбўлишигаолибкеладивабарчасувмузгаайланмагунчаҳароратвабуғбосимиўзгармасбўлибтуради; совитишнидавомэттирсак, системада 2 та фаза (муз вабуғ) қолганда, система моновариантлибўладивабуғнингконденсацияланишжараёниОА эгрисигамувофиқборади.

4.Фазавий мувозанатнинг умумий термодинамик шарти.

Моддаларнинг бир фазадан иккинчисига ўзаро ўтиши ҳамдакимёвий реакциялар ҳам кузатилиши мумкин бўлган гетерогенсистемалар фазавий мувозанатнинг асосий қонуни орқали ифодаланади, бу эса термодинамика иккинчи қонунининг муҳим қўлланишларидан биридир. Ушбу қонун кўпинча Гиббснинг фазаларқоидаси деб аталади.Фазалар қоидасини келтириб чиқариш учун мувозанат ҳолатидаги система компонентлари сонини k билан, фазалар сонини эсаФ билан белгилаймиз.Мувозанатдаги гетероген системанинг барча фазаларида ҳарорат ва босим бир хил ва ҳар бир компонентларнинг кимёвий потенциаллари ўзаро тенг бўлади.

Тенгликларсистемасинингҳарбирқатори(Ф-1) тамустақилтенгламалартузишгаимконберади. Ушбу қаторгакирувчииккитакимёвийпотенциалнингтенглигиниифодалайдиганҳарқандайбошқатенглама(Ф-1) та тенгламаларнингкомбинациясиданолинишимумкин, шунингучун у мустақилтенгламабўлаолмайди.Тенгликларсистемасидагиқаторлар сони k та, шунингучунмустақилтенгламаларнингумумий сони

k (Ф-1)

га тенгбўлади.

Ушбу тенгламаларсистемасигакирувчимустақилўзгарувчиларҳарорат, босимвакомпонентларнингконцентрацияларидир.Ҳарбирфазадаk та компонент мавжуд, аммоҳароратвабосимнингҳоҳлаганқийматларинибериббизистисносизбарчакомпонентларнингконцентрацияларинихоҳлаганчатанлайоламиз, компонентларданбиринингконцентрациясианиқбирқийматниқабулқилишикерак. Ўзаротаъсирлашмайдиганбирнечагазларнингаралашмасиникўрибчиқамиз. Берилганҳароратваберилганумумийбосимда, биттагазданташқари, барчагазларнингконцентрациялариниҳоҳлаганчатанлаболишмумкин. Охиргигазнингконцентрациясиумумийбосимбиланқолганбарчапарциалбосимларйиғиндисиорасидагиайирмагатенгбўлганпарциалбосимгааниқмоскелишишарт

Суюқсистемалардаҳамхуддишундайбиттакомпонентданташқарибарчакомпонентларнингконцентрацияларинихоҳлаганчатанлашмумкин, охиргикомпонентнингконцентрациясиэсааниққийматгаэгабўлади.Шундай қилиб, ҳар бир фазадаги мустақил концентрацияларнинг сони (k-1) га тенг бўлади, барча Ф фазалардаги мустақилконцентрацияларнинг умумий сони эса Ф(k-1) ни ташкил этади.Топилган концентрацияларнинг сонидан ташқари, босим ва ҳароратҳам мустақил ўзгарувчилардир. Шунинг учун тенгликларданолинган тенгламалар системаси қамраб олган мустақил ўзгарувчиларнинг умумий сони

Ф(k-1)+2

га тенгбўлади.

Агар тенгламалар сони мустақил ўзгарувчилар сонидан кичикбўлса, уларнинг фарқи F ушбу тенгламалар ёки фазалар сонидаҳоҳлаган қийматларни бериш мумкин бўлган ўзгарувчиларнингсонини кўрсатади, чунки тенгламалар сонини фазалар сонибелгилайди:
F = Ф(k-1)+2-k(Ф-1)
тенглама ўзгартиришлардан сўнг қуйидагиF+Ф=k+2кўринишни олади. 1876 йилда Гиббс томонидан таклиф қилинганушбу тенглама фазалар қоидасини ифодалайди.Агар системанинг мавжудлик шароитлари босим ва ҳароратлардан ташқари яна қандайдир ўзгарувчан интенсивлик факторлари билан белгиланса, масалан электр потенциали билан, уҳолда мустақил ўзгарувчилар сони кўпаяди. Агар, аксинча, системанинг ҳолат параметрларидан айримлари доимий қилиб ушлабтурилса, унда мустақил ўзгарувчилар сони камаяди. Шунинг учунумумий ҳолда ташқи факторларнинг сонини n билан белгилаб,Гиббснинг фазалар қоидасини қуйидаги

F+Ф=k+n

тенгламабиланифодаланади.

5.Эренфест тенгламалари.

Эренфестнингбиринчитенгламасиниоламиз:

Эренфестнингиккинчитенгламасиниоламиз:

Ушбу тенгламаларқўйилганмасаланингечимидир, чункииккитафазанингмувозанатшартлариниифодалайдивар(Т) эгрининг дифференциал тенгламаситопилади. Ушбу ҳолдаватенгламаларбирфазаданиккинчисигаўтаётгандаўзгараётгантермодинамик ҳоссаларёрдамидаиккинчи турўтишнингқийматибелгиланади:

Шундайқилиб, Эренфестнингтенгламаларииккинчи турфазавийўтишларучунхуддибиринчи тур ўтишлардагиКлапейрон-Клаузиустенгламаларинингвазифасинибажаради. Иккинчи турфазавийўтишларнингўзигахослигиS нингсакрабўзгармаслигидадир, буэсаdp/dTда ҳамсакрашбўлмаслигигаолибкелади.Шунингоқибатидар(Т) эгрилариҳарбир фаза учунбиттаузлуксизкўринишидагичизиқнихосилқилади. Шунингучуниккинчи турфазавийўтишлардаметастабилҳолатларбўлмайди (биринчитурдагиўтишлардаэса, суюқликниўтасовитишнатижасидаметастабилҳолатпайдобўлишиникўрганэдик).
6.Мисол ва масалалар ечиш

1.Нафталиннинг суюқланиш иссиқлиги 148,639-103 ж/кг ва суюқланиш ҳарорати I - 353,3 К га тенг.суюқланишда ҳажм ўзгариши Д V = К - К = 0,146 • 10” 3 см -’/кг. Босим 1,013310 га ўзгарганда суюқланиш ҳарорати қанчага ўзгаради?

Ечиш:

dT=(0.013310⁵ * 353 * 146*10³)/(148.639*10)=0.0351 C
2. Суюқ рухнинг буғ босими ҳарорат билан қуйидагича ўзгаради:
lgP=--1.2lgT+12.247

Рухнинг суюқланиш ҳарорати 692.7 К да рухнинг буғланиш иссиқлиги dH_bни аниқланг.

Ечиш: dH_b=RT²

=(6997*2.3)/T²-1.2/T
dH_b=RT²=((6997*2.3)/T²-1.2/T)RT²=6997*2.3R-1.2TR
dH_b=6997.2*2.3*8.314-1.2*8.314*692.7=126.887kJ/mol