Gibbsovo fázové pravidlo
, též Gibbsův zákon fází, je základní rovnice určující vztahy mezi fázemi v rovnovážném stavu. Je pojmenováno podle profesora Josiaha Gibbse, který jej poprvé formuloval v roce 1875. Gibbs položil základy teorie rovnováhy heterogenních stavů.Známe počet fází
f a počet složek chemicky homogenní látky s. Podle jednoduchého algoritmu můžeme zpočítat počet stupňů volnosti v. Počet stupňů volnosti termodynamické soustavy je dán nezávislými parametry. Těmito parametry můžeme jednoznačně určit stav soustavy. Budeme se zabývat pouze jednosložkovou soustavou. Potom matematické vyjádření Gibbsova fázového pravidla je v jakékoliv termodynamické soustavě v rovnováze následujícív = s - f + 2
Rozeznáváme soustavy invariantní (počet stupňů volnosti roven nule), monovariantní (
jeden stupeň volnosti), bivariantní (dva stupně volnosti) atd.
 | Uvažujme, že v uzavřené nádobě je pouze kapalná voda a její sytá pára. Počet nezávislých složek chemicky stejnorodé látky s = 1. Voda je ale v soustavě ve dvou skupenstvích, v kapalném a plynném, tedy ve dvou fázích, f = 2. Z fázového pravidla je zřejmé, že počet stupňů volnosti je v = 1. |
| Situace je analogická, pokud uvažujeme soustavu kapalá voda a led. Počet složek, fází i stupňů volnosti je stejný. |
| Vytvořme soustavu, ve které budou obsaženy všechny tři fáze vody (f = 3). Počet složek zůstává nezměněn (s = 1). Po dosazení do Gibbsova fázového pravidla obdržíme počet stupňů volnosti v = 0. Můžeme proto vyslovit následující závěr: Voda, její sytá pára a led mohou být spolu ve stavu termodynamické rovnováhy jen v jednom jediném stavu. Tento stav označujeme jako trojný bod vody. Nemůžeme volně měnit podmínky. |
Z experimentu víme, že trojný bod vody je při 0 °C.
Počet složek chemicky homogenní látky nemusí být roven jedné vždy. Nasypme do vody kuchyňskou sůl. Soustava voda – sůl je tvořena dvěma složkami v jedné fázi (
s = 2, f = 1). Systém má tři stupně volnosti (v = 3). Měnit můžeme teplotu T, tlak p a tepelnou kapacitu C.
