Gibbs Faz Kuralı Hesaplayıcı

Hesaplamaya Girin

Bileşen Sayısı (C)

Faz Sayısı (P)

Sonuç

Serbestlik Derecesi (F)

1

bağımsız şiddet değişkeni

Bileşenler (C)	1
Fazlar (P)	2
Denklem	F = C − P + 2

Gibbs Faz Kuralı Nedir?

Gibbs faz kuralı, fiziksel kimya ve termodinamikte temel bir bağıntıdır. Dengedeki bir sistemde faz sayısını değiştirmeden serbestçe değiştirebileceğiniz bağımsız şiddet değişkenlerinin (serbestlik derecesi) sayısını belirler. Kural \(F = C - P + 2\) şeklinde ifade edilir; burada F serbestlik derecesini, C kimyasal bileşen sayısını ve P sistemde bulunan faz sayısını gösterir. "+2" terimi, iki şiddet değişkeni olan sıcaklık ve basıncı temsil eder.

$$F = C - P + 2$$

Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır?

Bileşen sayısını (C) — yani her fazı tanımlamak için gereken en az sayıda bağımsız kimyasal türü — ve faz sayısını (P) girin. Fazlar katı, sıvı, gaz ya da farklı katı yapılar olabilir. Hesaplayıcı, serbestlik derecesi F değerini anında verir. \(F = 0\) sistemin değişmez (üçlü nokta gibi tek bir noktaya sabitlenmiş) olduğu anlamına gelir; \(F = 1\) tek değişkenli, \(F = 2\) ise çift değişkenli bir sistemi ifade eder.

Formülün Açıklaması

Her faz, fazlar arası denge yoluyla sisteme kısıtlama getirir; buna karşılık her bileşen ile iki durum değişkeni (T ve P) sisteme serbestlik kazandırır. Bileşen sayısından faz sayısını çıkarıp 2 eklediğinizde, bağımsız olarak değiştirebileceğiniz net değişken sayısına ulaşırsınız. Basınç sabit tutulursa (yoğun faz / indirgenmiş faz kuralı), formül \(F = C - P + 1\) hâline gelir.

Faz kuralı, serbestlik derecesini (F) bileşen sayısı (C) ve faz sayısı (P) ile ilişkilendirir.

Çözümlü Örnek

Üçlü noktasındaki saf suyu ele alalım. Burada \(C = 1\) (yalnızca su) ve \(P = 3\)'tür (buz, sıvı su ve buharın bir arada bulunması). O hâlde $$F = 1 - 3 + 2 = 0$$ olur; yani üçlü nokta değişmezdir ve yalnızca tek bir kesin sıcaklık ve basınç değerinde var olur. Yalnızca sıvı su için (\(C = 1\), \(P = 1\)) ise $$F = 1 - 1 + 2 = 2$$ bulunur; böylece hem sıcaklık hem de basınç serbestçe değiştirilebilir.

Tek bileşende F, bölgede 2, sınır çizgisinde 1 ve üçlü noktada 0'dır.

Sıkça Sorulan Sorular

Neden "+2"? Bu terim, faz dengesini etkileyen iki şiddet değişkenini, yani sıcaklık ve basıncı temsil eder.

F negatif olabilir mi? Hayır. Negatif bir sonuç, dengede bir arada bulunamayacak, fazla kısıtlanmış (imkânsız) bir bileşen ve faz birleşimine işaret eder.

Basınç sabitse ne olur? Metalurji ve yoğun faz sistemlerinde sık kullanılan indirgenmiş faz kuralını uygulayın: \(F = C - P + 1\).