Объем кристаллических веществ

это частная производная свободной энергии Гиббса по давлению при постоянной температуре.
Отсюда следует, что объем имеет термодинамическую размерность – Дж/бар (кал/бар).
1 Дж/бар = 0.101325 см3

Для кристаллических веществ в широком интервале давлений можно принять, что их объем не зависит от давления. Тогда интеграл будет равен

где V0 – объем кристаллического вещества при давлении p0.

Для изменения объема газа на 1 л (1000 см3) газа необходима работа 101.325 Дж

– объем при стандартных условиях, K – объемный модуль сжатия.

первые производные термодинамических потенциалов по интенсивным параметрам системы (температуре или давлению). Переходы первого рода реализуются как при переходе системы из одного агрегатного состояния в другое, так и в пределах одного агрегатного состояния (в отличие от фазовых переходов второго рода, которые происходят в пределах одного агрегатного состояния).

Еще раз о фазовых переходах…

быть связано со смещением атомов определённого типа в кристаллической решётке, либо с изменением упорядоченности вещества. В большинстве случаев, фаза, обладающая большей симметрией (т. е. включающей в себя все симметрии другой фазы), соответствует более высоким температурам. При фазовых переходах второго рода химический потенциал и его первые производные (S, V) и изменяются непрерывно, а вторые производные (α, β, Cp) – скачком. Поскольку фазовые переходы второго рода обычно связаны с изменением каких-либо свойств симметрии тела, а эти изменения могут быть сколь угодно малым, то они не приводят ни к затрате энергии, ни к скачкообразному изменению объема.

для расчетов реакций между минералами, флюидами и расплавами.

1. Свободная энергия образования вещества из элементов при 298 К и 1 бар (ΔfG0)

2. Энтальпия образования вещества из элементов при 298 К и 1 бар (ΔfH0)

3. Энтропия вещества при 298 К и 1 бар (S0)

4. Коэффициенты в уравнении температурной зависимости теплоемкости вещества (a, b, c, d )

5. Коэффициенты в уравнении температурной и барической зависимости объема вещества (α, KT)

6. Некоторые дополнительные сведения, касающиеся процессов упорядочения в веществах и фазовых переходов

ΔG = 0. Для химической реакции

Если изменить температуру на dT, а давление на dp, так чтобы при этом сохранилось равновесие, то

и ΔSr – объемный и энтропийный эффекты реакции r. Полученное соотношение называется уравнением Клаузиуса-Клапейрона. Оно показывает, как должны меняться Т и р, чтобы между фазами, участвующими в реакции, соблюдалось равновесие. С графической точки зрения, dT/dp – это тангенс угла наклона касательной к линии реакции в Р-Т координатах.

термодинамического равновесия

где ΔH0, ΔS0, ΔСp, ΔV –энтальпийный, энтропийный, теплоемкостный и объемный эффекты реакций.

вещества

3CaAl2Si2O8 = Ca3Al2Si3O12 + 2Al2SiO5 + SiO2

Рассчитайте ΔG реакции при Т = 900ОС и р = 25 кбар и Т = 1100ОС и р = 20 кбар. Принять во внимание, что ΔСP = 0, а ΔV не зависит от давления. Какая из Р-Т точек наиболее близка к линии равновесия?

анортит

гроссуляр

кианит

кварц

если известно, что энтропийный эффект реакции фаялит + кварц = феросиллит при 1000ОС и 1 бар ΔS = -1.9 Дж/К. Энтропии при стандартных условиях и коэффициенты теплоемкости
для фаз приведены в таблице.