Vш боб фазалар мувозанати

Еркинлик даражалари сони. Системанинг термодинамик хоссаси температура, ҳажм, босим, консентратсия билан ҳарактерланади. Системанинг термодинамик хоссасини аниқлаш учун зарур боʻлган параметрларнинг энг кучли сони эркинлик даражалари сони дейилади. Масалан, система газ ҳолатдаги компанентлардан иборат бўлсин. Бу системанинг термодинамик ҳолатини аниқлаш учун камида нечта параметер маʼлум боʻлиши керак? Фараз қилайлик бир параметр масалан система температураси маʼлум боʻлсин, маʼлум параметрлар В ва П лар Бойил-Мариотт қонуни чегарасида (агар газ деб қабул қилинса) бир қанча қийматга эга болиши мумкин яни: V, P лар қийматини аниқлаш учун шунинг оʻзи кифоя эмас. Фараз қилайлик икки параметер масалан T, P. Маʼлум T, P маълум боʻлсин. Маʼлум T, P қийматлар битта В қийматга эга болиши мумкин. Бу қийматни PV=nRT тенгламасидан фойдаланиб ҳисоблаш мумкин. Демак ушбу мисолда системадаги эркинлик даражалари сони 2 га тенг.
Маʼлум миқдорда 1 компонент мувозанатда турган 2 фаза суюқлик ва буғ фазани ҳосил қилган боʻлсам. Фараз қилайлик системанинг температураси маʼлум боʻлсин яна юқоридагидек мулоҳаза юритайлик маʼлум суюқликнинг бугʻ босими фақат температурага боглиқ яʼни маʼлум температурада маʼлум бугʻ босими тогри келади шундай қилиб температура маʼлум боʻлса босим ҳам малум болади иккита параметр маʼлум юргандан соʻнг учинчи параметр қиймати юқорида баён этилганидек аниқланади демак бу системада эркинлик даражалари сони бирга тенг экан эркинлик даражалари сони яна бир тарафи қуйидагича. Эркинлик даражалари сони фазалар сонини оʻзгартирмасдан туриб маʼлум чегарада оʻзгартирилиши мумкин боʻлган мустақил оʻзгарувчи катталиклар параметрлари сонига тенг.
Сувнинг ҳолат диаграммаси.
Система холатининг ва ундаги фазалар мувозанатини ташқи шароит билан ёки унинг таркиби билан боғланганлигини тасвирлайдиган диограмма системанинг ҳолат диограммаси дейилади. Сувнинг ҳолат диограммаси ВИИИ.1-расмда кўрсатилган.
Б у диаграммада ОC буғланиш чизиғи бўлиб қайнаш температурасининг босим билан ўзгаришини, ОБ Суюқланиш (музлаш) чизиғи бўлиб музлаш температурасининг босим билан ўзгаришини, ОА сублиматланиш чизиғи бўлиб сублиматланиш температурасининг босим билан ўзгаришини тасвирлайди. Клаузиус-Клайпейрон тенгламасига (III.94) мувофиқ:

dT//dP ўтиш температурасининг босим билан ўзгариши V₂-V­­₁ айирмаси билан белгиланади. V₂,V₁-юқори ва пастки температурага мансуб ҳолатларнинг солиштирма ҳажмлар турига мансуб. Сув учун буғланиш ва сублиматланиш жараёнида V_буғ>V_суюқ, V_буғ>V_қат демак . яни босим ошиши билан қанаш ва сублиматсия температуралари ошади. P-Т-диаграммасида ОА, ОC –чизиқлари ўнг томонга оғган. Аксинча V_муз>V_сув сув бўлганда бўлади ва босим ошиши билан суюқланиш температураси пасаяди. Шунга кўра, ОB эгриси чапга оғган. Диаграммасиниг CОB соҳаси сув, BОА соҳаси муз ва АОC соҳаси буғ соҳаси ифодалаб, сувни тегишли агрегат ҳолатида барқарор бўлиш шароитидир. ОD чизиқ ўта совитилган сувга мансуб бўлиб, сувни метаста билан (қарорсиз) мавжудлик ҳолатини ифодалайди. Ҳар қайси соҳа масалан, 1-нуқта 1 та фазадан иборат ва фазалар қоидасига мувофиқ C=2 га тенг. Яни бу соҳа ичида малум чегарада бир вақтда температура билан босимни бир вақтда ўзгартирганда фазалар сони ўзгармайди. 2-нуқтада 2 фаза сув билан буғ мувозанатда турибди: шунга кўра C=1 га тенг. Яни фазалар сонини ўзгартирмасдан фақат 1 та параметрни (температура ёки босим) ўзгартириш мумкин. Масалан П-босим ўзгартирилганда температура Клавзес-Клаперон тенгламасига мувофиқ равишда боғланган ҳолда ўзгаради. Агар мустақилравишда 1 вақтнинг ўзида ҳа температура, ҳам босим ўзгартирилса фазалар сони ўзгаради. Ё суюқлик, ё буғ йўқолиб, битта фаза қолади.

0 — нуқта учлама нуқта деб аталади. Бу нуқтада учта фаза мувозанатда туради, демак С=0, яъни система нолъ вариантли. Бу нуқта фақат маълум шароитда мавжуд бўла олади: Р=4,579 мм симоб устунига тенг бўлганида ва T=273,169. Демак, 0 нуқтада қандайдир бир параметр ўзгарса, фазалар сони ўзгаради. Масалан, ўзгармас босимда система иситилганда (ОВ чизиғи бўйлаб) муз эрий
бошлайди ва ҳамма муз эриб тамом бўлгунча темпера тура, босим ўзгармайди, натижада сув ва буғ фазаси қолади қолади, яъни система би вариантли бўлади. Агар система совитилса (ОА чизиғи) буғ фазаси йўқолиб сув-муз фазалари қолади. Аксинча турғун температурада босим оширилса (ОД —чизиғи) буғ фаза йўқолиб муз-сув фазаси қолади, босимкамайтирилса муз йўқолиб (ОГ чизиғи), сув-буғ фазасиқолади. Сувнинг учлама нуқтасига (О — нуқтаси) тўғрикелган температура 1954 йилда Халқаро ўлчов ва оғирликни белгиловчи ташкилот бош Пленуми қарори билан абсолют нолъ T₀=273,16 деб қабул қилинган. VIII.2- расмда юқори босимда сувнинг ҳолат диаграммаси тасвирланган: сув 8 хил муз ҳосил қилади. Бу диаграммадан кўриниб турибдики, мувозанатда турган фазалар сони учтадан ош майди, яъни фазалар қоидаси ўз кучини сақлаб қолади. Шундай қилиб, фазалар қоидаси маълум шароитда нечта фаза мувозанатда туришини кўрсатса ҳам уларнинг қандай фазалигини айтиб бермайди.