物理化学

ギブズの相律

ギブズの相律は相平衡で独立に調整できる示強変数の数を数え、1成分・多成分系の相図の解釈に役立ちます。

C 成分、P 相で、外部変数が温度と圧力のみなら自由度は $F=C-P+2$ です。追加制約ごとに F は1減少します。

モデルと物理量

式は状態・実験条件・符号規約の仮定とともに読みます。代入時は単位をそろえ、結果を解釈する前に次元を確認します。

F = C - P + 2

定義: 自由度

F は平衡相数を変えずに変化できる独立な示強変数（T、p、組成など）の数です。標準形は反応せず、追加の外場がない系を仮定します。

式中の量は対象の反応・系について定義します。標準状態量と実条件を区別し、一般式だけから機構を推定しないでください。

例: 解答例

純水の三重点では C=1、P=3 です。F を計算し、意味を説明しなさい。

解答

F=1−3+2=0 です。三相平衡を保ったまま温度や圧力を独立に変えられず、三重点は不変点です。

水の一成分相図では二相境界の F=1 なので、T と p は連動して変化できます。単相領域は F=2 です。二成分溶液では組成が変数に加わります。

解答例のデータから得られる結果はどれですか。

この内容に合う記述はどれですか。