Отношение количеств равновесных фаз обратно пропорционально отношению отрезков, отсекаемых на ноде точкой общего состава системы

Для нашего случая

Пример расчета. 10 кг смеси состава n охлаждают до температуры Т₃. Определить массу выпавших кристаллов А.

Решение: дана общая масса системы (10 кг), следовательно, . Согласно правилу рычага замеряем отрезки N^IIO и Т₃ N^II и получаем решаем уравнение 33 m_Т = 130 Þ m_Т = 3,94кг.

Вывод: при охлаждении 10кг смеси состава n до температуры Т₃ выделится 3,94кг кристаллов А.

В точке N^III начинают выпадать первые кристаллы вещества В, следовательно, в системе находятся 3 фазы: одна жидкая (расплав состава Е) и две твердые (кристаллы А и кристаллы В), т.е. Ф = 3, тогда С = 2+ 1 – 3 = 0, система безвариантна. Значение С = 0 показывает, что эти три фазы могут находиться в равновесии только при вполне определенных условиях, когда температура равна эвтектической температуре (Т_Е), а раствор имеет эвтектический состав (Е). Ни температуру, ни состав не возможно в этом случае изменить, не изменив число и вид фаз. Согласно закону фазового равновесия Гиббса, кристаллизация эвтектики из раствора должна происходить при постоянной температуре, кроме того, соотношение масс кристаллов А и В в выпавшей эвтектике должно быть таким же, как и массовое содержание веществ А и В в расплаве эвтектического состава.

В связи с тем, что кристаллы А и В при кристаллизации эвтектики выпадают одновременно и у них нет условий для роста кристаллов, твердая эвтектика имеет мелкокристаллическую структуру. Застывший расплав состава N^III (ниже температуры Т_Е) состоит из сравнительно крупных кристаллов А, которые выпали в интервале температур между точками N^I и N^III и мелкокристаллической смеси кристаллов А и В твердой эвтектической смеси.

Процесс кристаллизации заканчивается в фигуративной точке N^III при температуре Т_Е полным застыванием жидкого раствора (расплава).

После исчезновения жидкой фазы в системе остаются только две фазы: кристаллы А и кристаллы В. Это значит, что произвольно может меняться только температура.

В точке N^IV продолжается охлаждение двух твердых фаз.

Кривая охлаждения для рассмотренного случая будет выглядеть так (см. рис. 3 - III).

Участок N-N^I: Ф = 1, С = 2, охлаждение идет равномерно по закону Ньютона

Участок N^I-N^II: Ф = 2, С = 1, кривая охлаждения опускается более полого, чем на участке N-N^I. Это объясняется тем, что при кристаллизации вещества А из расплава выделяется теплота, которая замедляет падение температуры.

Участок N^II-N^III: Ф = 2, С = 1, при дальнейшем охлаждении температура понижается до эвтектической температуры Т_Е, система достигает фигуративной точки N^III, при этом состав жидкой фазы в точке Е становится эвтектическим и начинается выпадение твердой эвтектики, т.е. смеси кристаллов А и В. N^III – начало кристаллизации эвтектики, N^IV – конец кристаллизации эвтектики.