狀態公理

狀態公理也稱為吉布斯相律，是指對於組元一定的閉口系統，當其處於平衡狀態時，可以用與該系統有關的準靜態功形式的數目n加一個象徵傳熱方式的獨立狀態參數，即（n+1）個獨立狀態參數來確定。它是確立熱力系統平衡態所需的獨立參數數目的經驗規則。 ^[1] 

（1）平衡態自由度=系統內的組分數–系統相數+2；

（2）獨立參數數目N=不平衡勢差的數目（不平衡勢差彼此獨立）

= 能量轉換方式的數目

= 各種功的方式 + 熱量

= n + 1

n ¾容積變化功、電功、拉伸功、表面張力功等。

（3）簡單可壓縮系統只交換熱量和一種準靜態的容積變化功，簡單可壓縮系統的獨立變量數：N=n+1=2。

吉布斯相率是多相體系中的相數、組分數與温度、壓力、組成等因素相互依存與變化的規律。是熱力學平衡體系普遍遵守的基本規律。 ^[2] 

體系內部物理和化學性質完全均勻的部分稱為相。相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏觀性質的改變是飛躍式的。

體系中相的總數稱為相數，用P表示。

（1）氣體，不論有多少種氣體混合，只有一個氣相。

（2）液體，按其互溶程度可以組成一相、兩相或三相共存。

（3）固體，一般有一種固體便有一個相。兩種固體粉末無論混合得多麼均勻，仍是兩個相（固體溶液除外，它是單相）。

（4）固溶體：固態合金中，在一種元素的晶格結構中包含有其它元素的合金相稱為固溶體。在固溶體晶格上各組分的化學質點隨機分佈均勻，其物理性質和化學性質符合相均勻性的要求，因而幾個物質間形成的固溶體是一個相。

（5）相平衡體系∶在宏觀上沒有任何物質從一相轉移到另一相的體系。

相率是相平衡體系中揭示相數φ，獨立組分數C和自由度 f 之間關係的規律，可用上式表示。式中2通常指T，p兩個變量。相率最早由Gibbs提出，所以又稱為Gibbs相率。

結論：單組分體系，相數最多為3，自由度最多為2。雙變量體系的相圖可用平面圖表示。

——立體圖；保持一個變量為常量，從立體圖上得到平面截面圖

（1）保持温度不變，得 p-x 圖 較常用

（2）保持壓力不變，得 T-x 圖 常用

（3）保持組成不變，得 T-p 圖 不常用。

，無變量系統，最多四相共存，此時 T、p、x為定值不能改變。