相平衡（phase equilibrium）是指多相系统中各相变化达到的极限状态。此时在宏观上已经没有任何物质在相际传递，但在微观上仍有方向相反的物质在相际传递，且速度相等，故传递的净速度为零.化工热力学研究的两相系统的平衡，有气液平衡、气固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡；相数多于2的系统，有气液固平衡、汽液液平衡等。 [1]
- 中文名
- 相平衡
- 外文名
- phase equilibrium
- 释 义
- 各相的性质和数量均不随时间变化
- 领 域
- 化工热力学
- 拼 音
- xiàng píng héng
- 相关概念
- 相图、相律
相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。研究多相体系的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义，例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取、己艰巩提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。一个系统可以是多组分的并含有许多相。当相与相间达到物理的和化学的平衡时，则称系统达到了海危相平衡。相平衡的热力犁套学条件是各相的温度和压力相等，雅炼催艰任一组分在各相的化学势相等杠榜旬柜漏纸阀户局照漏桨。 [2]
体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用Φ表示。
气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。
液体：按互溶程度可组成一相、两相或三相共存。
固体：一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固溶体除外，它是单相）
确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。
在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为独立组分数。 [2]
萃取过程的示意图f=C－p+2
式中f、C、p分别为系统的自由度数、独立组分数和相数。f是确定系统的平衡状态所需的独立的强度性质的数目，这些独立的强度性质可在一定的范围内任意变化而不会引起相数的改变。系统的独立组分数C可由下式确定：
C=S－R－R′
式中S为系统中的化学物质数目；R为系统中实际存在的独立的化学反应数目；R′为除相平衡、化学平衡和各相中Σxi=1的条件之外，存在于各物质浓度之间的其他限制条件。
在一个封闭的多相体系中，相与相之间可以有热的交换、功的传递和物质的交流。对具有个相体系的热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件:
（1）热平衡条件:：设体系有α、β、‥‥‥、Φ个相，达到平衡时，各相具有相同温度
Tα=Tβ=‥‥‥=TΦ
（2）压力平衡条件:：达到平衡时各相的压力相等
pα=pβ=‥‥‥=pΦ
（3）相平衡条件：任一物质B在各相中的化学势相等，相变达到平衡
μBα=μBβ=‥‥‥=μBΦ
（4）化学平衡条件：化学变化达到平衡
ΣνBμB=0 [2]
