Thermodynamik der Werkstoffe
Welche Bedingung muss bei konstanter Temperatur und konstantem Druck erfüllt sein, damit α- und β-Phase eines binären Systems im Gleichgewicht koexistieren?
- ADas chemische Potential jeder Komponente ist in der α- und der β-Phase gleich
- BDie molaren Gibbs-Energien der α- und der β-Phase sind gleich
- CDie Zusammensetzungen der α- und der β-Phase sind gleich, zwischen den beiden Phasen gibt es keinen Konzentrationsunterschied
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. Das chemische Potential jeder Komponente ist in der α- und der β-Phase gleich
Im Gleichgewicht darf sich G nicht ändern, wenn man eine kleine Menge einer beliebigen Komponente von der α- in die β-Phase überführt; daher gilt für die Komponenten A und B jeweils μA(α) = μA(β) und μB(α) = μB(β). Trägt man die molare Gibbs-Energie über der Zusammensetzung auf, entspricht dies einer gemeinsamen Tangente an die beiden Kurven; die beiden Berührungspunkte geben die Zusammensetzungen der im Gleichgewicht stehenden Phasen an. Die Werte der Tangente an den Rändern (bei x = 0 und x = 1) sind die chemischen Potentiale der jeweiligen Komponenten. Die molaren Gibbs-Energien der beiden Phasen sind im Allgemeinen nicht gleich, und auch die Zusammensetzungen an den beiden Berührungspunkten der gemeinsamen Tangente unterscheiden sich. Gleiche molare Gibbs-Energien sind nur dann die Gleichgewichtsbedingung, wenn beide Phasen dieselbe Zusammensetzung haben, wie beim Schmelzen eines reinen Stoffes.
Weiter: 9 weitere Fragen zum Thema „Thermodynamik der Werkstoffe“