Термодинамика процессов ликвации. 
Энергия взаимообмена

Стабильное состояние, возникающее после разделения компонентов, соответствует минимальной энергии Гиббса:

— устойчивое состояние системы.

Найдем энергию Гиббса идеального и реального бинарных растворов. Изменение энергии Гиббса при образовании раствора из исходных компонентов рассчитывается по классическому уравнению (при Т= const):

где ДЯи AS — соответственно изменение энтальпии и энтропии при образовании раствора.

Изменение внутренней энергии при образовании раствора найдем по разности.

Рассчитаем изменение внутренней энергии при образовании раствора. Рассмотрим систему из двух компонентов: А и В.

Обозначим:

А, — мольная доля компонента А;

N₂ — мольная доля компонента В. Для бинарного раствора лг, + лг₂= 1;

Z — координационное число. Будем считать, что Z ⁼ Zi⁼ Z

N₀ — число Авогадро;

Z’N₀ — число мест для образования связей между частицами в моле вещества;

Z ' N

• —— число контактов (число общих связей); z-N
• —~ число общих связей, образованных частицами первого сорта;

Z-N

/?, = —* Ni* N, — число связей частиц А с частицами А (так как их доля в ближнем окружении /V,); z-N

h22 = —~ ^числ° связей частиц В с себе подобными.

При расчете числа разноименных контактов учтем, что контакт первой частицы со второй равноценен контакту второй частицы с первой. Поэтому число разноименных контактов находится как удвоенное произведение:

е," Zy — энергии связи между частицами (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Схемы парных контактов частиц в бинарном расплаве.

Суммарная энергия чистых компонентов до смешения с учетом их мольного содержания в растворе составит:

8.2. Термодинамика процессов ликвации. Энергия взаимообмена.

Найдем изменение внутренней энергии:

Учтем, что (JV,_1) = — N₂, (jY₂_1) — —TV,.

Если размеры частиц близки, то мольный объем при смешении не меняется.

Введем понятие энергии взаимообмена 0,₂.

012 — параметр взаимодействия, зависящий от свойств системы.

Знак АН зависит от знака энергии взаимообмена.

• ? + 8
• (?12^> 0; ?12 > ^П 2 ²² ~ разноименные связи сильнее. АН > 0 во всем интервале составов.
• 012 < 0; е₁₂ < ^{8)1 +}^²² — взаимодействие в растворе слабее, чем в чистых компонентах, АН < 0.