Re: Rappresentazione grafica di un sistema monocomponente bifase

From: Giorgio Pastore <pastgio_at_univ.trieste.it>
Date: Mon, 20 Sep 2004 13:58:17 +0200

Arianna Benigno wrote:

> Ho un sistema monocomponente bifase, di cui rappresento su un grafico
> l'energia libera molare del sistema.
> Praticamente, ottengo due superfici (g1 e g2) che si intersecano su una
> linea. Tale linea rappresenta il punto di coesistenza delle due fasi.


Immagino che consideri le superfici a cui alludi sono quelle ottenute
considerando la dipendenza da temperatura e pressione.
Giusto per pignoleria :-) la linea rappresenta la "linea" di coesistenza.

> Perche' la superficie fondamentale (cioe', il fatto che considero solo
> due lembi e non quattro della figura) e' ottenuta considerando il minimo
> tra le due superfici? Perche' non il massimo?

La questione dei lembi non sono sicuro di averla capita. Pero' la
necessita' di considerare il minimo discende direttamente dal fatto che
lo stato di equilibrio, nella descrizione basata sulla energia libera di
Gibbs, e' quello che minimizza g rispetto ai possibili vincoli del
sistema. Se tu segui la superficie corrispondente ad una fase stai
"vincolando" il sistema a restare in quella fase, anche se una seconda
fase puo' presentare valori minori di G ad una data temperatura e
pressione. Ma se rimuovi il vincolo il sistema trova il modo per
arrivare alla superficie a piu' bassa energia e si siede li'.

Per essere concreti, immagina di stare guardando alla transizione
liquido/solido cristallino. Parti dal solido e vincoli il sistema a
restare solido per esempio costruendo una serie di pareti attorno ad
ogni molecola in modo che queste non possando andare a spasso e che la
densita' ad una particella resti periodica (come in tutti i solidi
cristallini onesti). In questo modo puoi mantenere il sistema solido
anche alle temperature e pressioni in cui altrimenti fonderebbe e puoi
quindi costruire la superficie di energia libera del solido. In modo
analogo puoi estendere la superficie del liquido inibendo la
cristallizzazione (p. es. liquido sottoraffreddato). Se pero' rimuovi i
vincoli (o dai abbastanza tempo al sistema, nel secondo caso) questo si
accorge dell'altra superficie di energia sottostante e compie la
transizione di fase.

In laboratorio puo' non essere agevole costruire sempre i vincoli
ad-hoc. Per chi fa simulazioni numeriche e' pane quotidiano.

Giorgio
Received on Mon Sep 20 2004 - 13:58:17 CEST