Page - 166 - in Vorlesungen über Thermodynamik

Anwendungen auf spezielle Gleichgewichtszusta¨nde 166 voraus, und nennen ihn nach Gibbs eine ” Phase“ des Systems.1 So bildet eine Wassermenge, welche sich teils im gasfo¨rmigen, teils im flu¨ssigen, teils im festen Aggregatzustand befindet, ein System von drei Phasen. Von vornherein ist sowohl die Anzahl der Phasen als auch ihr Aggregatzustand ganz beliebig. Doch la¨ßt sich sogleich erkennen, daß ein im Gleichgewicht befindliches System zwar beliebig viele feste und flu¨ssige, aber nur eine einzige gasfo¨rmige Phase besitzen kann; denn zwei verschiedene frei aneinandergrenzende Gase befinden sich niemals miteinander im thermodynamischen Gleichgewicht. § 198. Außer der Zahl der Phasen ist fu¨r das System charakteristisch die Zahl seiner ” unabha¨ngigen Bestandteile“, oft auch ” Komponenten“ genannt; von ihr ha¨ngen die wesentlichsten Eigenschaften des Gleichgewichts ab. Die Zahl der unabha¨ngigen Bestandteile eines Systems definieren wir in folgender Weise: Man bilde zuna¨chst die Zahl sa¨mtlicher im System vorhandenerchemischeinfachenStoffe(Elemente)undscheidedannausdieser Reihe diejenigen Stoffe als abha¨ngige Bestandteile aus, deren Menge durch die der u¨brigen Stoffe in jeder Phase von vornherein bereits mitbestimmt ist; die Zahl der u¨brig bleibenden Stoffe ist die Zahl der unabha¨ngigen Bestandteile des Systems.2 Welche von den Bestandteilen des Systems man als unabha¨ngige, und welche man als abha¨ngige Bestandteile ansehen will, ist im u¨brigen gleichgu¨ltig, da es hier nur auf die Anzahl, nicht auf die Art der unabha¨ngigen Bestandteile ankommt. MitderchemischenKonstitutiondereinzelnenStoffe indenverschiedenen PhasendesSystems,insbesonderemitderZahlderverschiedenenMoleku¨larten, hat die Frage nach der Anzahl der unabha¨ngigen Bestandteile gar nichts zu tun. Eine Wassermenge in beliebigen Aggregatzusta¨nden bildet z.B. immer einen einzigen unabha¨ngigen Bestandteil, mo¨gen noch so viele und verschiedenartige Assoziationen und Dissoziationen der H2O-Moleku¨le, sei es in Knallgas oder in Ionen, vorkommen, insofern na¨mlich die Masse des Sauerstoffs durch die des Wasserstoffs, oder umgekehrt, in jeder Phase von vornherein bereits mitbestimmt ist. Ob allerdings letzteres wirklich zutrifft, muß, genau genommen, erst durch eine besondere Untersuchung festgestellt werden. Sobald man z.B. den Umstand beru¨cksichtigt, daß Wasserdampf bei jeder Temperatur zum Teil in Knallgas dissoziiert ist 1U¨ber die Anwendung des Begriffs der ”Phase“ auf die beiden enantiomorphen Formen optisch-aktiver Substanzen vgl. die ausfu¨hrliche Untersuchung von A. Byk, Zeitschr. f. phys. Chemie 45, 465, 1903. 2Diese Definition der ”unabha¨ngigen Bestandteile“ eines Systems reicht fu¨r alle Fa¨lle aus, in denen es sich um einen wahren Gleichgewichtszustand handelt, d. h. um einen solchen, welcher fu¨r alle denkbaren Vera¨nderungen des Systems der Gleichung (76) genu¨gt.