Gibbssche Phasenregel

Die Gibbssche Phasenregel (nach Josiah Willard Gibbs 1876) beinhaltet die Aussage, dass im thermodynamischen Gleichgewicht nicht beliebig viele Phasen gleichzeitig nebeneinander vorliegen können. Zudem kann man mit ihr die an einem bestimmten Punkt im Phasendiagramm maximal möglichen Freiheitsgrade bestimmen. Für ein physikalisch homogenes thermodynamisches System reichen zwei Zustandsgrößen zur Bestimmung des Gleichgewichtszustands aus.

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Für Fluide, also Gase und Flüssigkeiten, lautet sie:

N = Anzahl der Komponenten im System (z. B. H₂O, CO₂)

P = Anzahl der Phasen (z. B. die Aggregatzustände oder koexistierende flüssige Phasen (z.B. sind Wasser und Öl nicht mischbar und bilden zwei Phasen))

f = Anzahl der Freiheitsgrade

r = Anzahl der unabhängigen Reaktionsgleichungen

Da bei Feststoffen eine Änderung des Druckes keine beziehungsweise nur sehr geringe Auswirkungen hat, lautet die Gibbssche Phasenregel in ihrem Fall:

Die Herleitung der Gibbsschen Phasenregel erfolgt über die Gibbs-Duhem-Gleichung, die zeigt, dass in einem thermodynamischen System nicht alle intensiven Variablen unabhängig voneinander veränderlich sind.

Siehe auch: kritischer Punkt, Tripelpunkt, Phasengrenzlinie, Eulerscher Polyedersatz