体系的自由度是指一个处于平衡的体系中,在不影响体系中相的数目的前提下,其独立变参数(温度、压力、成分)的数目。
现在用一个没有组成变化的水的单元系为例来说明。
如果只要求维持液态水这个单相不变,可以看到温度从0℃可以一直升高到100℃,同时压力也可以在相当大的范围内变化都不致影响这个单相水的存在。温度和压力两个参数都可以变,所以这时的自由度为2。
还是这个水的单元系,如果希望维持水和冰两相平衡存在。1个大气压(约101kPa)不变,这时温度只能是0℃也不能改变,否则将使一相消失。温度和压力两个参数都不能变,因此这种情况的自由度是0。
压力对冰熔点的影响,在第2章单元系相图中将讨论到。
在水的单元系中希望维持水和它的饱和蒸汽压两相处于平衡时,则压力或温度只能允许一项可变,这种只允许一个参数可以改变的情况下,体系的自由度是1。