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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

7. Clapeyron and Ehrenfest Equations and Hyper-free Energy for Partly Open Systems

verfasst von : Pavel Holba, David Sedmidubský

Erschienen in: Thermal Physics and Thermal Analysis

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Following the approach applied by Clapeyron to describe sharp phase transitions in P-T diagrams of unary systems as well as that used by Ehrenfest for so-called second-order phase transitions, we derived a set of analogous equations for partly open binary and higher-order systems. These systems share one or more components with the surroundings (reservoir), and thus, their content in the system is given by their chemical potentials (activities, a f) in the reservoir. Hence, in addition to P-T diagrams, the phase relations can be represented in Ta f, Pa f, and a fa g phase diagrams and three additional Clapeyronian equations describe the corresponding borderlines delimiting the different phase fields. Moreover, it is shown that Ehrenfest equations cannot be applied for λ-transitions; however, their applicability is demonstrated for so-called partial phase transitions such as liquidus curves in closed binary systems. For partly open systems, 28 new Ehrenfestian equations are derived for partial phase transitions which involve, apart from the changes of heat capacity, thermal expansion and compressibility appearing in the original three Ehrenfest equations, the changes of newly defined quantities such as thermal, pressure, proper, and mutual plutabilities. The Clapeyronian and Ehrenfestian equations derived in this chapter can be useful for equilibrium studies and construction of thermodynamic models of nonstoichiometric phases as well as for the construction of simple phase diagrams reflecting the equilibrium phase relations under a given controlled atmosphere.

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Fußnoten
1
In our previous works [20, 21], the term thermal phtochability κ fT  = −(∂Y f/∂T) P,af was used.
 
2
In our previous work [21], the term pressure phtochability κ fP  = −(∂Y f/∂P)T,af was used.
 
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Metadaten
Titel
Clapeyron and Ehrenfest Equations and Hyper-free Energy for Partly Open Systems
verfasst von
Pavel Holba
David Sedmidubský
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-45899-1_7

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.