Jumat, 13 Maret 2015
Diposting oleh
Fitria Adi Mustika
di
20.30
Aturan
Fasa
Adanya dua fasa dalam
kesetimbangan mengimplikasikan kondisi :
(12.23)
Yang berarti bahwa dua
variable intensif yang diperlukan untuk menguraikan keadaan sistem tidak lagi
bersifat independen tetapi saling berhubungan. Karena adanya hubungan ini,
hanya satu variable intensif baik tekanan atau temperature diperlukan untuk
menguraikan keadaan sistem. Sistem memiliki satu derajat kebebasan atau
bersifat univarian sementara jika hanya satu fasa yang ada, diperlukan 2
variabel untuk mendeskripsikan sistem dan sistem memiliki dua derajat kebebasan
atau bivarian. Jika ada tiga fasa,
maka ada dua hubungan antara T dan p
(12.24)
Dua hubungan ini akan
menentukan T dan p secara komplit. Tidak ada lagi informasi yang diperlukan
untuk mendeskripsikan keadaan sistem. Sistem seperti itu dinamakan invariant dan tidak memiliki derajat
kebebasan. Tabel 12.1 memperlihatkan hubungan antara jumlah derajat kebebasan
dan jumlah fasa yang ada pada sistem satu komponen. Tabel ini menyimpulkan
suatu aturan yang menghubungkan derajat kebebasan F terhadap jumlah fasa yang
ada P.
F
= 3 – P, (12.25)
Yang merupakan aturan fasa untuk sistem satu komponen.
Akan sangat membantu
jika kita memiliki satu aturan sederhana yang dapat langsung memutuskan berapa
banyak variable independen yang dibutuhkan untuk mendeskripsikan sistem.
Biasanya dalam studi tentang sistem dengan banyak komponen dan banyak fasa,
penyederhanaan terhadap aturan dapat diperbolehkan.
Tiap – tiap persamaan
yang menghubungkan variable – variable ini mengimplikasikan bahwa satu variable
bersfiat dependen ketimbang independen, maka kita harus menentukan jumlah total
persamaan yang menghubungkan variable – variable ini.Jumlah variable independen
F didapat dengan mengurangkan jumlah total persamaan dari jumlah total variable
:
F = PC + 2 – P – C(P – 1),
F = C – P + 2 (12.26)
Persamaan (12.26)
adalah aturan fasa J. Willard Gibbs. Cara terbaik untuk menghafal aturan fasa
adalah dengan menyadari bahwa kenaikan jumlah komponen akan meningkatkan jumlah
variable, sehingga C akan memiliki tanda positif. Kenaikan jumlah fasa
meningkatkan jumlah kondisi kesetimbangan dan jumlah persamaan, sehingga
mengeliminasi beberapa variable, oleh karenanya P akan bertanda negatif.
Pada sistem satu
komponen, C = 1 sehingga F = 3 – P. Hasil ini sama dengan persamaan (12.25). Persamaan
(12.25) menunjukkan jumlah terbesar fasa yang bisa ada pada kesetimbangan pada
sistem satu komponen adalah 3. Dalam sistem sulfur misalnya tidak dimungkinkan
untuk sulfur rhombic, monoclinic, liquid dan gas ada dalam kesetimbangan satu
sama lain. Kesetimbangan kuadruple berarti 3 kondisi independen pada dua
variable dan tidak dimungkinkan hal ini terjadi.
Untuk sistem dengan
satu komponen dimungkinkan untuk menurunkan dengan mudah konsekuensi dari
aturan fasa. Kesetimbangan diwakili oleh garis dan perpotongannya dalam diagram
2 dimensi seperti yang sudah digunakan dalam bab ini. Namun jika sistem
memiliki 2 komponen maka diperlukan tiga variable dan diagram fasa tersusun
atas surface dan perpotongannya secara tiga dimensi. Jika ada tiga komponen,
diperlukan surface dengan empat dimensi ruang. Visualisasi dari situasi secara
menyeluruh akan sulit dalam tiga dimensi dan mustahil untuk empat dimensi atau
lebih. Walau demikian, aturan fasa dengan kesederhanaannya mengekspresikan
batasan pada titik perpotongan surface ruang multidimensional ini. Atas alasan
ini aturan fasa Gibbs diperhitungkan diantara generalisasi utama dalam ilmu
Fisika.
0 Comments:
Subscribe to:
Posting Komentar (Atom)
