150 éve jelent meg J. W. Gibbs főműve a heterogén anyagok egyensúlyáról, amelynek alapja R. Clausius 160 éve megjelent mechanikai hőelmélete és az általa bevezetett entrópia fogalma

Absztrakt

A cikk röviden bemutatja Josiah Willard Gibbs (1839–1903) életét, az 1875–1878 között publikált főművének lényegét és annak hatását. Ismertetésre kerül a többkomponensű, többfázisú anyagi rendszerek fázisegyensúlyának számítására kidolgozott módszere és annak kulcselemei: a moláris Gibbs-energia képlete, az egyensúly alapvető feltétele (a rendszer átlagos moláris Gibbs-energiájának minimuma), a heterogén egyensúlyok feltétele (minden egyes komponens parciális moláris Gibbs-energiája azonos kell, hogy legyen a rendszer minden fázisában), és a fázisszabály (a rendszerben maximum C + 2 fázis lehet egymással egyidejűleg egyensúlyban, ahol C a független komponensek (elemek) száma, a 2 pedig a két nem összetétel jellegű állapothatározóra, a nyomásra és a hőmérsékletre utal). Bemutatásra kerül, hogy Gibbs kémiai termodinamikája Clausius mechanikai termodinamikájára (és a termodinamika első két főtételére) épül, és elképzelhetetlen lenne az általa bevezetett entrópia nélkül (1865).
Említésre kerül, hogy a gyakorlati számításokhoz szükség volt Nernst 1905-ben bevezetett harmadik főtételére is, miszerint a tökéletes, egykomponensű szilárd kristályok entrópiája a nullához tart, ahogy a hőmérséklet a 0 K-hez közelít. Végül bemutatásra kerül, hogy a gyakorlati számításokhoz számítógépekre van szükség, amelyek az 1970-es években jelentek meg; a számításokhoz szükséges gyakorlati modelleket a Calphad-közösség hozta létre. A metallurgiai fejlesztések ma
már elképzelhetetlenek Calphad szoftverek nélkül, melyek elméleti alapjait Gibbs rakta le, még a XIX. század második felében.