Gibbs' faseregel

Innhold

regel for å beskrive hvor mange faser som kan opptre samtidig i et gitt kjemisk system, f.eks. i metallurgiske blandinger (legeringer). Gibbs' faseregel sier at for et system i termodynamisk likevekt (se termodynamikk), er antallet av frihetsgrader, F, dvs. uavhengige variable termodynamiske tilstandsstørrelser som trykk, temperatur, entropi, gitt ved F = CP + 2, hvor C er antall komponenter, dvs. det minste antall kjemiske stoffer/enheter som er påkrevet for å angi alle sammensetninger innen systemet, og P er antall faser (en eller flere faste og/eller flytende faser; gass).

Dersom man betrakter en gitt forbindelse, f.eks. vann, H2O, er C = 1. Velges P = 2, blir F = 1. Vann kan derfor eksistere i to faser ved en hvilken som helst temperatur, men damptrykket er da bestemt av temperaturen og omvendt. Velges P = 3, blir F = 0. Man har ingen frihetsgrad. Ved likevekt kan vann kun eksistere i tre faser ved en bestemt temperatur og et bestemt trykk, trippelpunktet. For faste stoffer benyttes oftest den såkalte kondenserte faseregel, F = CP + 1, der man ser bort fra gassfasen.

Historie

Gibbs' faseregel ble beskrevet av amerikaneren J. W. Gibbs 1876, men ble lenge helt upåaktet. Mange år senere ble den gjenoppdaget uavhengig av flere, bl.a. Max Planck.