Равновесие фаз

---

Равнове́сие фаз в термодинамике — состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового, механического и химического равновесия.

Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением.

Рассмотрим химически однородную систему (состоящую из частиц одного типа). Пусть в этой системе имеется граница раздела между фазами 1 и 2. Как было указано выше, для равновесия фаз требуется равенство температур и давлений на границе раздела фаз. Известно (см. статью Термодинамические потенциалы), что состояние термодинамического равновесия в системе с постоянными температурой и давлением соответствует точке минимума потенциала Гиббса.

где ${\displaystyle \mu _{1}}$ и ${\displaystyle \mu _{2}}$ — химические потенциалы, а ${\displaystyle N_{1}}$ и ${\displaystyle N_{2}}$ — числа частиц в первой и второй фазах соответственно.

При этом сумма ${\displaystyle N=N_{1}+N_{2}}$ (полное число частиц в системе) меняться не может, поэтому можно записать

Предположим, что ${\displaystyle \mu _{1}\neq \mu _{2}}$, для определенности, ${\displaystyle \mu _{1}<\mu _{2}}$. Тогда, очевидно, минимум потенциала Гиббса достигается при ${\displaystyle N_{1}=N}$ (все вещество перешло в первую фазу).

---