Условия термодинамического равновесия многокомпонентных систем

Как известно, фундаментальным условием термодинамического равновесия многокомпонентной гетерогенной системы, находящейся в активном термодинамическом взаимодействии с окружающей средой, является выражение для полного дифференциала:

Важнейшими следствиями условия равновесия являются равенства химических потенциалов каждого из компонентов во всех фазах:

Из всех других форм характеристических функций - термодинамических потенциалов мы выбрали для последующего рассмотрения свободную энергию, как наиболее подходящую по определяющим ее внешним термодинамическим параметрам. Именно внешний параметр объективно отражает большое многообразие неравновесных, в том числе метастабильных состояний, связанных с неравновесными структурными модификациями или с дефектами и несовершенствами строения твердого тела. Все они более или менее заметно влияют на удельный объем (из-за наличия избыточных вакансий и поливакансий, субмикропор, дислокаций, упругих и пластических макро- и микродеформаций, межфазных и межзеренных границ и проч.).

Следует различать закрытые и открытые термодинамические системы. К первым принадлежат такие, взаимодействие которых с окружающей средой ограничивается только лишь теплообменом. Ко вторым относятся системы, активно взаимодействующие со средой еще и путем обмена компонентами. Так, в агрессивных средах открытая система подвергается ее активному химическому воздействию: окислению, науглероживанию или наводороживанию и т. п. когда система обогащается компонентами среды. Либо, напротив, возникает переход некоторых компонентов из системы в среду. Например, путем восстановления оксидов, обезуглероживание а также при процессах избирательного испарения тонких пленок в вакууме и проч.