Клапейрона-Клаузиуса уравне­ние

КЛАПЕЙРОНА-КЛАУЗИУСА УРАВНЕНИЕ, уравнение, характеризующее фазовые переходы 1-го рода (плавление, испарение, сублимацию, полиморфные превращения); устанавливает связь между равновесными значениями абсолютной температуры Т и давления р при фазовых переходах 1-го рода однокомпонентной системы с теплотой фазового перехода и изменением фазового объёма. Клапейрона-Клаузиуса уравнение имеет вид:

где L₁₂ - удельная теплота фазового перехода 1→2, V₁ и V₂ -удельные объёмы фаз 1 и 2. Производная dp/dT определяет угол наклона касательной в каждой точке кривой равновесия двух фаз на фазовой диаграмме р - Т.

Клапейрона-Клаузиуса уравнение получено Б. П. Э. Клапейроном в 1834 году для фазового равновесия жидкости и её пара с помощью Карно теоремы. В 1850 Р. Клаузиус вывел его для любого фазового перехода 1-го рода на основе термодинамических представлений. Клапейрона-Клаузиуса уравнение является следствием общего условия равновесия фаз (смотри Гиббса правило фаз) - равенства их химических потенциалов. Из этого условия следует, что вдоль кривой фазового равновесия выполняется равенство

где S₂ - S₁ - скачок энтропии при фазовом переходе 1→2, связанный с теплотой фазового перехода соотношением L₁₂ = (S₂-S₁)Т.

Из Клапейрона-Клаузиуса уравнения следует, что температура фазового перехода изменяется с изменением давления согласно уравнению

Для фазовых переходов с поглощением теплоты (L₁₂>0) знак dT/dp определяется знаком разности V₂-V₁. Для испарения и сублимации dT/dp> 0, т.к. удельный объём пара V₂ больше удельного объёма конденсированной фазы V1, и температура фазового перехода повышается с ростом давления. Для плавления возможен случай, когда dT/dp < 0, так как для некоторых веществ (вода, висмут, германий и др.) V₂< V₁; в этом случае температура плавления понижается с ростом давления.

Лит. смотри при ст. Фазовый переход.