bestehende. Hier bestehen drei Phasen, eine feste (Eis), eine flüssige
(Wasser) und eine gasförmige (Dampf). Hierfür hat Gibbs seine Phasen
regel auf gestellt: n verschiedene Stoffe, (chemische Körper, einfache oder
zusammengesetzte) können n + 2 Phasen bilden, die nur an einem einzigen
Punkt, d. h. bei bestimmtem Druck und bestimmter Temperatur, zusammen
existieren können. Diese Regel läßt sich leicht auf folgende Weise ableiten:
ein Gas hat die Zustandsgleichung p = RTc, die die Beziehungen zwischen
seinem Druck p, seiner Temperatur T und seiner Konzentration c ausdrückt.
Ebenso haben die Flüssigkeit und der feste Körper ihre Zustandsgleichungen,
wenn auch die Gleichungen hier weniger einfach lauten. Wenn die drei
Wasser-Phasen nebeneinander existieren, so müssen alle drei Gleichungen
erfüllt sein, in die nur drei unabhängige unbekannte Größen eingehen,
nämlich der Druck p, die Temperatur T und die Konzentration c von Dampf,
Wasser oder Eis. Diese drei Konzentrationen sind nicht unabhängig von
einander, sondern sobald eine bekannt ist, sind auch die beiden anderen be
stimmt. Daher gibt es nur einen Punkt, an dem die drei Phasen koexistieren
können, nämlich 0° C und 4,6 mm Druck.
Wenn wir nur zwei Phasen, z. B. Wasser und Dampf, zugegen haben,
können wir der einen Variablen jeden Wert erteilen, dann aber sind die
beiden anderen gleichfalls festgelegt. So ist bei gegebener Temperatur der
Dampfdruck gegeben und die Dichten des Dampfes und Wassers haben gleich
falls eindeutig bestimmte Werte. Bei einer einzigen Phase, z. B. Wasser
dampf, können zwei Variable willkürlich bestimmt werden, z. B. Temperatur
und Druck, die dritte Variable, die Konzentration, ist dann aber fest
gelegt. Ihren Wert können wir aus der Zustandgleichung berechnen.
Die Beziehung zwischen der Konzentration eines Stoffes, z. B. des
Wassers, in einer Phase, z. B. der Flüssigkeit- und seiner Konzentration in
einer zweiten Phase, z. B. dem Dampf, ergibt sich aus einer Gleichung über
die Arbeit, die notwendig ist, um eine kleine Menge Wasser aus der einen
Phase in die andere zu überführen. Diese Arbeit hängt von der Konzen
tration ab und wird im Gleichgewicht null.
Wenden wir dieselben Überlegungen auf zwei Stoffe an (n = 2),
z. B. Chlornatrium und Wasser, so haben wir vier unabhängige Veränder
liche, nämlich Temperatur, Druck, und die Konzentration jedes der beiden
Stoffe in einer der Phasen. Es gilt wieder die Bedingung, daß sich
aus der bekannten Konzentration eines Stoffes in einer Phase, z. B. des
Salzes in der Flüssigkeit, seine Konzentration in allen Phasen ableiten läßt.
4=(n-j-2) Phasen können nebeneinander existieren, aber nur bei einer
Temperatur, hier —21,3° C. Die vier Phasen sind hier Wasserdampf von
0,73 mm Druck, eine Flüssigkeit, die aus 36 Gewichtsteilen Salz und