어떤 순금속의 평형상태도에서 Gibbs의 상률에 의한 3중점에서의 자유… | [압연기능장 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

Gibbs의 상률은 $F = C - P + 2$이며, 여기서 F는 자유도, C는 성분수, P는 상의 개수다. 문제에서 압력이 일정하다고 했으므로 $F = C - P + 1$로 수정된다. 순금속의 3중점(triple point)은 고체, 액체, 기체 3개 상이 동시에 평형을 이루는 점이므로 $P = 3$이고, 성분수는 $C = 1$(순금속 1종)이다. 따라서 $F = 1 - 3 + 1 = -1$이 아니라, 압력 고정 조건에서 $F = C - P + 1 = 1 - 3 + 1 = -1$인데, 이는 모순이다. 올바른 해석은 3중점이 고정된 특정 온도·압력에서만 존재하므로, 추가 자유도가 없다는 뜻이며, $F = 1 - 3 + 2 = 0$ (압력 자유도 미포함 시)이다. 3중점에서는 온도와 압력이 모두 정해지므로 자유도는 0이다.