Sistemi a due componenti

Sistemi a due componenti

In termodinamica il grado di libertà, o varianza, indica il numero di variabili (temperatura, pressione, concentrazione) che si possono modificare senza che venga alterato lo stato d'equilibrio di un sistema. La varianza in termodinamica è definita dalla seguente relazione:
v=C-F+2
Dove v è la varianza o grado di libertà, cioè il numero di variabili che si possono modificare senza che nel sistema scompaiano una o più fasi (senza che venga alterato l’equilibrio); C rappresenta il numero di componenti indipendenti del sistema; F corrisponde al numero di fasi presenti nel sistema e 2 rappresenta le due variabili pressione e temperatura, variabili termodinamiche che definiscono completamente lo stato di un sistema. I componenti indipendenti del sistema sono tutte le specie chimiche necessarie e sufficienti per definire esattamente la composizione di tutte le fasi del sistema oggetto di studio.
Nel caso di un sistema monofase a due componenti, la varianza massima sarà:
v=2-1+2=3
Se si volesse rappresentare un diagramma di stato (un diagramma di fase o diagramma di stato è un particolare diagramma cartesiano riferito ad una sostanza pura o ad una miscela, che rappresenta lo stato del sistema termodinamico in esame al variare di due o più coordinate termodinamiche quali temperatura, pressione, volume, composizione chimica) di tale sistema, il diagramma risultante sarebbe tridimensionale (appunto perché sono presenti 3 variabili).
Per semplificare il problema, si considerano trasformazioni di fase che avvengono a pressione costante, in questo caso il numero 2, che rappresentava le due variabili pressione e temperatura diventa 1 (perché ora rappresenta solamente la temperatura). Quindi si avrà:
v=2-1+1=2
Il diagramma si stato sarà ora solamente a due variabili, e potrà essere rappresentato in modo bidimensionale.