关于吉布斯相律介绍

[拼音]：Jibusi xianglü

[外文]：Gibbs phase rule

简称相律，或相平衡定律。它描述非均匀复相系(见相和相变）处于平衡时的性质：一个复相系在完全平衡时的自由度数F 等于其独立组元数C 减去相数P 再加2。数学表达式为

F =C-P＋2。 (1)

数字 2可认为是代表温度和压强两个变量的数目。对于单元单相系，例如水，自由度数为2，故温度和压强可在合理的范围内独立地改变。对于单元二相系，例如水和水蒸气的混合体，自由度数为1，表明温度和压强两个变量中只有一个可以独立地改变，故此时平衡态可在(T，p)相图（见相和相变）上用一条曲线来表示。对于单元三相系，例如冰、水、水蒸气的混合体，自由度数为0，表明温度和压强都有固定值而不能改变，此时平衡态在(T，p)相图上就用一个点（通常称为三相点）来表示。

式(1)只适用于压强均匀的情况。当固体受到扭力作用时，最多可能有六个胁强，故应将式(1)中的数字2改为7。如再考虑电场、磁场和重力场等因素，式(1)中的数字2还要相应地增大。此时，可将式(1)改写为更加普遍的形式

F＋P =C＋n。 (2)

即复相系的自由度数与相数之和，等于其独立组元数加上影响该系统平衡的外界因素的数目n。

相律是由美国物理学家J.W.吉布斯在1875～1878年间发表的关于热力学的论文中首先提出的。它是物理化学中最具普遍性的定律之一，适用于平衡态下的任何系统。它在讨论复相平衡问题中起着一定的指导作用，在化工、冶金和其他工业方面都有广泛的应用。