Правило фаз Гиббса

Минералогия

Количество минералов, сосуществующее в равновесии и слагающее минеральную ассоциацию (то есть - породу) или продукты реакции в эксперименте не безграничны. Их количество ограничено правилом фаз Гиббса, обычно записываемым как:

p+f=c+2, где p - число фаз, f - число степеней свободы в системе и c - число компонентов.

Выбор компонентов мы только что обсудили. Отметим только, что правило фаз Гиббса включает в себя не произвольное число компонентов, а только необходимый для описания системы минимум.

Пример с диаграммой для Н2О: тройная точка - 0 степеней свободы в координатах Т и Р, только в ней сосуществуют твердая, жидкая и газообразная фазы. Теперь проверим это с правилом фаз Гиббса: f=c-p+2. Число компонентов - 1 (Н2О), число фаз - 3, f=1-3+2=0. Такие точки на диаграммах называются инвариантными.

Точно так же вы можете проверить, что вдоль любой линии существует только одна степень свободы, то есть - это моновариантные (или унивариантные) линии.

В пределах какого-либо поля нельзя заранее сказать, какая температура будет при данном давлении, у точки есть две степени свободы - f=1-1+2=2. Такая область называется дивариантной.

Очевидно, что наименьшее число степеней свободы - 0. Если его подставить в правило фаз Гиббса, то получим c-p+2=0 или c+2=p. Это означает, что если порода находится в равновесии, в ней не может быть более, чем с+2 фаз. Поэтому, чем больше минералов мы видим в породе, тем менее следует ожидать, что все они находятся в равновесии.