简介

相率是多相体系中的相数、组分数与温度、压力、组成等因素相互依存与变化的规律。是热力学平衡体系普遍遵守的基本规律。

基本概念体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。

体系中相的总数称为相数，用P表示。

（1）气体，不论有多少种气体混合，只有一个气相。

（2）液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。

（3）固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相）。

（4）固溶体：固态合金中，在一种元素的晶格结构中包含有其它元素的合金相称为固溶体。在固溶体晶格上各组分的化学质点随机分布均匀，其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求，因而几个物质间形成的固溶体是一个相。

（5）相平衡体系∶在宏观上没有任何物质从一相转移到另一相的体系。1

历史吉布斯（Jsoiah Willard Gibbs,1839-1903年），美国理论物理学家。1875-1878年，先后分两部分在康涅狄格（州）科学院学报（Trans. Conn. Acad. Sci.）上发表 《关于多相物质的平衡》的文章，共计约400页，约700多个公式。吉布斯的“相率”对于多相体系是“放置四海而皆准”的具有高度概括性的普适规律。它的重要意义就在于推动了化学热力学及整个物理化学的发展，也成为相关领域诸如冶金学和地质学等的重要理论工具。

相率的计算相率的数学表达式：

相率是相平衡体系中揭示相数φ，独立组分数C和自由度 f 之间关系的规律，可用上式表示。式中2通常指T，p两个变量。相率最早由Gibbs提出，所以又称为Gibbs相率。

单组分系统相率分析

结论：单组分体系，相数最多为3，自由度最多为2。双变量体系的相图可用平面图表示。

二组分相率分析

——立体图；保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图

（1）保持温度不变，得 p-x 图 较常用

（2）保持压力不变，得 T-x 图 常用

（3）保持组成不变，得 T-p 图 不常用。

无变量系统，最多四相共存，此时 T、p、x为定值不能改变。

注意事项1. 相率是根据热力学平衡条件推导而得，因而只能处理真实的热力学平衡体系，不能预告反应动力学（即反应速度问题）。

2. 相率表达式中的“2”是代表外界条件温度和压强。如果电场、磁场或重力场对平衡状态有影响，则相率中的“2”应为“3”、“4”、“5”。如果研究的系统为固态物质，可以忽略压强的影响，相律中的“2”应为“1”。

3. 必须正确判断独立组分数、独立化学反应式、相数以及限制条件数，才能正确应用相率。

4.只表示系统中组分和相的数目，不能指明组分和相的类型和含量。

5. 自由度只取“0”以上的正值。如果出现负值，则说明系统可能处于非平衡态。2