재료 열역학

일정한 온도와 압력에서 이원계의 α상과 β상이 평형으로 공존하기 위한 조건으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A각 성분의 화학 퍼텐셜이 α상과 β상에서 같다
  2. Bα상과 β상의 몰당 깁스 에너지가 같다
  3. Cα상과 β상의 조성이 같고, 두 상 사이에 농도 차가 없다
정답과 해설 보기

정답: A. 각 성분의 화학 퍼텐셜이 α상과 β상에서 같다

평형에서는 어느 성분을 α상에서 β상으로 조금 옮겨도 G가 변하지 않아야 하므로, 성분 A와 성분 B 각각에 대해 μA(α) = μA(β), μB(α) = μB(β)가 성립합니다. 몰당 깁스 에너지를 조성에 대해 그리면, 이것은 두 곡선에 공통 접선을 긋는 것에 해당하며, 두 접점이 평형을 이루는 두 상의 조성이 됩니다. 접선의 양 끝(x = 0과 x = 1)에서의 값이 각 성분의 화학 퍼텐셜입니다. 2상의 몰당 깁스 에너지는 일반적으로 같지 않으며, 조성도 공통 접선의 양 끝에서 다릅니다. 몰당 G가 같다는 것이 평형 조건이 되는 것은 순물질의 융해처럼 2상의 조성이 같은 경우뿐입니다.

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