Termofysiikan perusteet, Ismo Napari ja Hanna Vehkamäki, 2013.

4.12. PISARAN TARINA, OSA 1: TAUSTAA JA TASAPAINOEHDOTTERMODYNAMIIKAN TOISEN PÄÄSÄÄNNÖN AVULLA (˜8.8) 614.12.2 Tasopinnan faasitasapainoTarkastellaan ensin lämpöeristettyä, jäykkää laatikkoa (eristetty systeemi) jossaon nestettä n ja kaasua k. Kaasua, joka kyseisessä lämpötilassa voi esiintyämyös nesteeksi tiivistyneenä, kutsutaan höyryksi. Esimerkiksi kaasufaasissaolevaa vettä huoneenlämpötilassa kutsutaan vesihöyryksi. Ilman typpeä sensijaan ei normaaliolosuhteissa kutsuta typpihöyryksi, koska sen nestemäiseenolomuotoon saattaminen vaatii hyvin kylmiä lämpötiloja. Tässä käytämme sanoja“kaasu” ja “höyry” toistensa synonyymeinä. Tarkastellaan yleistä tapausta,jossa kaasu ja neste koostuvat useasta molekyylityypistä i. Eri olomuotojaerottaa tasopinta jonka pinta-ala on A, pinta-ala pysyy vakiona dA = 0.Kuva 4.15: Neste- n ja kaasufaasit k joita erottaa tasopinta lämpöeristetyssä,jäykässä laatikossa.Systeemi koostuu itse asiassa tarkasti ottaen kolmesta osasta: neste n, kaasu(tai höyry) k ja niiden välinen rajapinta p. Faasin n(k) energia on U n(k) , entropiaS n(k) ja molekyylityypin i lukumäärä faasissa n(k) on N i,n(k) . Olomuodonn(k) tilavuus on V n(k) . Rajapinta sisältää energian U p , entropian S p , ja molekyylimäärätN i,p , Rajapinnan tilavuus on nolla ja pinta-ala A. Tutkitaan reversiibelejäprosesseja joissa rajapinta liikkuu ylös- tai alaspäinPinnan p energia muuttuu tällöin määrän ( käyttäen yhtälöä 3.5)kaasufaasin k energia muuttuuja nestefaasin n energian muutos ondU p = T p dS p + σdA+∑ µ i,p dN i,p ,idU k = T k dS k − P k dV k + ∑ µ i,k dN i,ki