Regla de les fases de Gibbs

En química i termodinàmica, la regla de les fases de Gibbs descriu la relació algebraica que existix entre el número de graus de llibertat (L) o variables independents termodinàmiques en un sistema tancat en equilibri (com, per eixemple, la pressió o la temperatura), el número de fases en equilibri (F) i el número de components químics (C) del sistema. Esta regla establix la relació entre eixos 3 número entero donada per:

$L=C-F+2$

Símbol	Nom
$L$	Graus de llibertat
$C$	Número de components químics
$F$	Número de fases en equilibri

La regla de les fases de Gibbs va ser derivada dels principis de la termodinàmica per Josiah Willard Gibbs en 1875.

Deducció

Les variables (intensives) necessàries per a descriure el sistema són la pressió (+1), la temperatura (+1) i les fraccions molar relatives dels components en cada fase (+F(C-1)) de cada u dels components de cada fase, això nos dona un número màxim de graus de llibertat m = F(C-1)+2 per a un sistema qualsevol.

La condició termodinàmica important és que en equilibri termodinàmic el canvi de l'energia lliure de Gibbs quan es produïxen chicotetes transferències de massa entre les fases és zero. Eixa condició equival a que el potencial químic de cada components siga el mateix en totes les fases, això impon r = C(F-1) restriccions o equacions més per a un sistema en equilibri. També es pot dir que els graus de llibertat del sistema són el número de variables intensives que poden ser variades independent i arbitrariamente mantenint el mateix número de fases.

La regla de Gibbs per a l'equilibri afirma precisament que L = m - r = C - F +2. A partir d'esta equació es pot rebujar qualsevol terme de l'igualtat.