Question

Определите число фаз, число компонентов и число степеней свободы для равновесной системы
N2 + 3H2 ⇆ 2NH3 , если исходить из чистого NH3 (1) или из N2 и H2 (2) при их произвольном соотношении.

Answer 1

В равновесной системе 3 вещества, но только 1 фаза, т.к. 3 газа полностью смешиваются друг с другом.
f=1 (для обоих случаев)

(2) При произвольных соотношениях между N2 и H2 концентрации газов связаны одним уравнением — через константу равновесия Kc:
Kc = [NH3]² / ([N2] ∙ [H2]³ ).

Число компонентов равно числу составляющих систему веществ (3) минус число уравнений, связывающих их концентрации, т. е. k=3 – 1=2.

Число степеней свободы s=k + 2 – f=2 + 2 – 1=3 (температура, давление и концентрация одного из газов).

(1) В случае чистого NH3, образуется система вследствие разложения чистого аммиака, и кроме уравнения для Кс, конц-и газов связаны еще одним уравнением:
3[N2]= [H2]
Число компонентов равно числу составляющих систему веществ (3) минус число уравнений, связывающих их концентрации, т.е. система при том же числе составных частей станет однокомпонентной: k = 3 - 2 = 1
Число степеней свободы s=k + 2 – f=1 + 2 – 1=2