C와 O2, CO2의 임의의 양이 500℃ 근처에서 혼합된 2상계의 자… | [화공기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

Gibbs 자유도 식은 $F = C - P + 2$이며, 여기서 C는 성분 수, P는 상의 개수, 2는 압력과 온도이다. 이 계에는 C(고체), O₂(기체), CO₂(기체) 3가지 성분이 있고, 500℃ 근처에서는 고체 탄소와 기체 혼합물의 2상이 공존한다. 따라서 $F = 3 - 2 + 2 = 3$이다. 그런데 이들 물질 사이에 반응평형 $C + O_2 \rightleftharpoons CO_2$ 또는 $2CO_2 \rightleftharpoons 2CO + O_2$ 등이 성립하므로, 독립적인 성분 수는 화학 평형 조건에 의해 1개 감소하여 실질적으로 C = 2가 된다. 따라서 수정된 자유도는 $F = 2 - 2 + 2 = 2$이다.