相平衡＜相律＞ Ｆ＝Ｃ－Ｐ＋２ Ｐは固体，液体，気体のような相の数である。ただし，混じり合わないものは別とみなす。 Ｃは成分の数である。成分とは，砂糖水における砂糖と水に相当する。 Ｆはその性質が決定できる状態の数（自由度）である。 例１ － 水の場合（Ｃ＝１） 液体の水（Ｐ＝１） → Ｆ＝２。温度と圧力で決められる。 水と水蒸気（Ｐ＝２） → Ｆ＝１。温度もしくは圧力のみで決められる。 蒸気圧曲線を思い出そう。 三重点（Ｐ＝３） → Ｆ＝０。温度も圧力も固定される。 例２ － 砂糖水（Ｃ＝２）の冷却の場合 ①砂糖が多いと， 砂糖水（Ｐ＝１） → 砂糖が析出（Ｐ＝２） → 砂糖水が薄くなる（Ｐ＝２） さらに冷やすと， 砂糖と水が凍る！（Ｐ＝３） このとき，Ｆ＝１となるので，圧力一定の下では，性質が「決まって」しまう。 すなわち，砂糖と氷の割合は一定となる。 ②水が多いと， 砂糖水（Ｐ＝１） → 水が凍る（Ｐ＝２） → 砂糖水が濃くなる（Ｐ＝２） さらに冷やすと， 水と砂糖が凍る！（Ｐ＝３） このとき，Ｆ＝１となるので，圧力一定の下では，性質が「決まって」しまう。 すなわち，砂糖と氷の割合は①と同じとなる。 |