相平衡与相图

图4 水和醚溶解度的图示

3. 冷却曲线

平衡相图，也称为组成图, 经常通过冷却曲线的数据来建立。通过在熔融状态到固体的冷却过程中，测量相等时间间隔的温度来确定冷却曲线。图5表示了主要类型的冷却曲线。图5a表示的是纯融熔金属或化合物的冷却过程。冷却过程沿曲线AB以同样速率下降，当到达B点时—第一个晶体开始出现。继续冷却，释放的熔化潜热使温度在BC间保持不变，直到所有的物质都凝固。BC段称作“水平恒温线”。从点C继续冷却，温度沿CD曲线下降。通过研究凝固态系统的相律公式，可以看出这种单组元系统在AB和CD区域只有一个自由度（单变的）。只有一个相存在，在AB只有液相，CD只有固相：

F = C – P + 1 = 1 – 1 + 1 = 1 [1]

因此，温度能独立变化，既没有旧相消失，也没有新相产生。但是，在BC区域有两相共存—液相和气相—所以自由度数量应该是：

F = C – P + 1 = 1 – 2 + 1 = 0 [2]

因此，系统是恒定的。因此在两相共存时，温度必须保持不变，但是当所有液体凝固成固体时，只有一相存在，系统将重新变为单变量。