miércoles, 9 de septiembre de 2009

REGLA DE LAS FASES DE GIBBS:

Para que un sistema esté en equilibrio el líquido tiene que ser homogéneo y las fases están a la misma temperatura para que no haya intercambio de calor entre ellas.
Los elementos que caracterizan un sistema en equilibrio son:
  • Número de componentes
  • Número de fases
  • Grado de libertad
El grado de libertad es el número de variables independientes que se dan en las condiciones de equilibrio. Son: P (presión), T (temperatura) y concentración.

Diagrama de equilibrio P-T en el agua pura:


En los metales la fusión se realiza a presión constante, la atmosférica, luego las variables son: T y concentración.





La regla de las fases de Gibbs es una ecuación que relaciona el número de componentes, la cantidad de fases y el número de grados de libertad que pueden coexistir en un sistema material en equilibrio .
F + N = C +2
Donde:
• F: nº fases
• N: grados de libertad (P, T, conc.)
• C: nº componentes

Ejemplo de aplicación:
Cálculo de N, el nº de grados de libertad con la regla de fases de Gibbs, en tres puntos distintos del diagrama de fases del agua pura:

  • Punto triple del agua ( 0,01ºC y 6,025.10-3 atm):
F = 3 (líquido, sólido y vapor)
C = 1 ( agua)
3 + N = 1 + 2
N = 0
No se puede variar ni presión ni temperatura para que coexistan las tres fases. Si modificamos o bien T o bien P, ya no coexisten 3 fases.

  • Línea de solidificación, donde coexisten sólido y líquido:
F = 2 (líquido y sólido )
C = 1 ( agua)
2 + N = 1 + 2
N = 1
Se puede variar P ó T, pero si se mueve una de las dos la otra queda fijada, para que coexistan a la vez líquido y sólido.

  • Punto dentro de una sola fase, por ejemplo líquido:
F = 1 (líquido)
C = 1 ( agua)
1 + N = 1 + 2
N = 2
Se pueden variar P y T a la vez y seguirá habiendo una sola fase, líquido.

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