材料の熱力学
一定の温度と圧力で、二元系のα相とβ相が平衡に共存するための条件として正しいものはどれか。
- A各成分の化学ポテンシャルが、α相とβ相で等しい
- Bα相とβ相のモルあたりのギブスエネルギーが等しい
- Cα相とβ相の組成が等しく、2相の間に濃度の差がない
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正解：A. 各成分の化学ポテンシャルが、α相とβ相で等しい
平衡では、どの成分をα相からβ相へ少し移してもGが変わらない必要があるので、成分Aと成分Bのそれぞれについて μA(α) = μA(β)、μB(α) = μB(β) が成り立ちます。モルあたりのギブスエネルギーを組成に対して描くと、これは2本の曲線に共通の接線を引くことにあたり、2つの接点が平衡する2相の組成になります。接線の両端(x = 0 と x = 1)での値が、それぞれの成分の化学ポテンシャルです。2相のモルあたりのギブスエネルギーは一般に等しくなく、組成も共通接線の両端で異なります。モルあたりのGが等しいことが平衡の条件になるのは、純物質の融解のように2相の組成が同じ場合だけです。