本文拟结合生成稳定化合物的二组分凝聚系统相图，剖析冷却过程，系统可能出现的相平衡关系，进一步

明确相平衡的热力学定义^[1]，供参考.

       生成稳定化合物的二组分凝聚系统相图参见如下图1所示：

                                                       图1.生成稳定化合物C的二组分凝聚系统相图                      

      图1横坐标是B的物质的量分数，纵坐标是温度；图1中物系a分别降温至等温线A₁a₁A₂、E₁a₂E₂和F₁a₃F₂

温度，试解析物系a冷却过程所出现的相平衡关系.

 1.物系a冷却曲线

                                                                        图2. 物系a冷却曲线  

       图1结合图2可知：

       ①物系a最初位于单一液相（或熔化物）L区，自由度F为2，温度可连续下降，ab为光滑折线；

       ②冷却至b点，开始析出固相A，物系点随即进入“A+L”两相区，自由度F为1，温度亦可连续下降，ba₂

出现转折，且光滑；

       ③冷却至a₂点，物系到达三相线（E₁a₂E₂），自由度F为0，温度保持恒定，a₂a₂'为一平台；

       ④物系点离开三相线（E₁a₂E₂），物系进入“A+C”两固相区，自由度为1，温度可连续下降，a₂'a₃为光

滑折线.

 2. 物系a冷却过程相平衡关系

      ①ab折线（不包括b点），物系位于单一液相区，降温过程不发生相变，不存在相平衡；

      ②ba₂折线（包括b点及a₂点），物系进入“A+L”两相区，对应相变反应为：

       L（A,T,p）→S（A,T,p）

       建立相平衡时，Δ_rG_m=μ（A,s,T,p）-μ（A,l,T,p）=0；

      ③三相线a₂a₂'（不包括两个端点），物系进入“L+S_A+S_C”三相线，对应相变反应为：

        L（A+C,T,p）→S（A,T,p）+S（C,T,p）

       建立相平衡时，Δ_rG_m=μ（A,s,T,p）+μ（C,s,T,p）-μ（A,l,T,p）-μ（C,l,T,p）=0；

      ④a₂'a₃折线（包括a₂'点），物系进入“A+C”两固相区，降温过程不发生相变，亦不存在相平衡.

       需指出冷却过程②、③区间段出现相平衡，客观要求液相（L）的物质的量无限大，且冷却速率无限缓慢，

确保每个温度下均可建立相平衡.

 3. 结论

      生成稳定化合物C二组分凝聚系统相图中物系a，在熔化物（L）区及“A+C”两固相区，一方面满足恒温

恒压及非体积功为0的前提下，各相的性质与数量均不随时间变化，另一方面也不存在相变与相平衡.

参考文献

[1]余高奇. 相平衡的热力学定义.科学网博客,http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.2024,10