The slopes of the phase boundaries

It turns out to be simplest to discuss the phase boundaries in terms of their slopes, dp/dT. Let p and T be changed infinitesimally, but in such a way that the two phases α and βremain in equilibrium. The chemical potentials of the phases are initially equal (the two phases are in equilibrium). They remain equal when the conditions are changed to another point on the phase boundary, where the two phases continue to be in equilibrium (Fig. 4.12). Therefore, the changes in the chemical potentials of the two phases must be equal and we can write dµα = dµβ. Because, from eqn 3.49 (dG = Vdp−SdT), we know that dµ =−S_m dT + V_mdp for each phase, it follows that

−S_α,mdT + V_α,mdp =−S_β,mdT+V_β,mdp

where S_α,m and S_β,m are the molar entropies of the phases and V_α,m and V_β,m are their molar volumes. Hence

(V_β,m − V_α,m)dp = (S_β,m − S_α,m)dT

which rearranges into the Clapeyron equation:

In this expression ∆_trsS = S_β,m − S_α,m and ∆_trsV = V_β,m − V_α,m are the entropy and volume of transition, respectively. The Clapeyron equation is an exact expression for the slope of the phase boundary and applies to any phase equilibrium of any pure sub stance. It implies that we can use thermodynamic data to predict the appearance of phase diagrams and to understand their form. A more practical application is to the prediction of the response of freezing and boiling points to the application of pressure.

Fig. 4.12 When pressure is applied to a system in which two phases are in equilibrium (at a), the equilibrium is disturbed. It can be restored by changing the temperature, so moving the state of the system to b. It follows that there is a relation between dp and dT that ensures that the system remains in equilibrium as either variable is changed.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

الهيأة العليا وجمعية العميد تعقدان اجتماعا لمناقشة آليات التعاون العلمي المشترك

لتقديم الدعم النفسي والمعنوي قسم الشؤون الطبية يزور أطفال مرضى السرطان في مستشفى الإمام الحسن (عليه السلام)

قسم الشؤون الفكرية يهدي إصداراته الحديثة إلى مكاتب المراجع وعدد من المؤسسات في بابل

عبر مركز الكفيل للصحة والسلامة.. قسم الشؤون الطبية يستأنف ورش الإسعافات الأوّلية للمنتسبين

المزيد

الآخبار الصحية

سرّ بسيط لصحة القلب.. أطعمة تخفض الكوليسترول خلال أسابيع

سبب خفي لإعتام عدسة العين ؟

عوامل خفية تسرّع شيخوخة الدماغ

أسباب الرغبة الشديدة في تناول الحلويات والأطعمة النشوية

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كندا تصنع كاسحة جليد من جيل جديد

رواد "أرتيميس 2" يكشفون تفاصيل حياتهم في الفضاء

حفريات صينية تكشف كائنات بحرية عاشت قبل 546 مليون عام

روسيا تطلق صاروخ "سويوز-2.1 إيه" من قاعدة بليسيتسك الفضائية

المزيد

مواضيع ذات صلة

Units

Names of quantities

Working galvanic cells

Electrolysis

Experimental techniques

The rate laws

The electric potential at the interface

The structure of the interface

Catalytic activity at surfaces

Mechanisms of heterogeneous catalysis

Mobility on surfaces

The rate of desorption