相律和相图

        相律：

        在研究流体相平衡时，需要弄清一个系统的独立变量数，此即可通过相律来确定。

        对于一个多相（n）多组成（m）且处于平衡的封闭系统，其各相对应的温度、压力及各组成的化学位彼此相等，方程可表示为：

              T^（1） =T^（2）... ... =T^（n）

              p^（1）=p^（2）... ... =p^（n）

               µ₁^（1）=µ₁^（2） ... ...=µ₁^（n）

               µ₂^（1）=µ₂^（2） ... ...=µ₂^（n）

                                   ^{... ...}

                                   ^{... ...}

               µ_m^（1）=µ_m^（2） ... ...=µ_m^（n）

        则对应的方程数量为（n-1）（m+2），但并不表示所有方程中的参数均可作为独立参数。

        对于每一个单相平衡系统，其独立变量数受到Gibbs-Duhem方程的约束。Gibbs-Duhem方程表示如下：

            SdT - Vdp + sum(m_idµ_i) = 0    （方程中sum表示求和）

        该方程通用于每一个平衡相，因此对每一个相而言，其自由度也即独立变量数为m+1，所以对于所有相而言，其自由度为n（m+1）。因此，对于多相多组成系统处于平衡时，其自由度F即为：

           F=n（m+1）-（n-1）（m+2）=m+2-n

据此，可获得多组份多相系统的自由度数，即独立变量数。如下表对纯流体、二元和三元混合物的示例。

        相图：

        相图是用图示的方法表示某一体系处于热力学平衡条件下压力、温度及组成之间的相互关系，主要有温度-组成图（等压）、压力-组成图（等温）、压力-温度图（等组成）以及汽相组成-液相组成图。相图一般可以通过实验获得，也可通过理论模拟计算获得。通常使用较多的是二元平衡相图，此可在二维平面中清晰表示。根据相律，在二维平衡相图中，最大自由度为2、表示最多的相数为3。