Любая закрытая система, находящаяся в равновесии при постоянных давлении и температуре, характеризуется соотношением (dG)p, T = 0. Для системы переменного состава (dG)p, T = ∑μidni. Следовательно, при p = Const и T = Const для равновесной системы можно записать ∑μidni = 0.
Равновесие в системе, состоящей из двух или большего числа фаз, называется гетерогенными или фазовым. К фазовым относятся равновесия типа: т1 ⇄ т2, т ⇄ ж, т ⇄ г, ж1 ⇄ ж2, ж ⇄ г. Применим признак равновесия термодинамической системы (∑μidni = 0) к фазовому равновесию. Если при постоянных давлении и температуре из фазы (I) переходит в фазу (II) dni молей i–го компонента, то:
∑μidni = μiIdniI + μiIIdniII = 0.
Поскольку количество данного компонента в фазе (I) уменьшается, а в фазе (II) увеличивается, то: –dniI = dniII. Следовательно:
μiIdniI + μiIIdniII = –μiIdniII + μiIIdniII = 0.
Отсюда следует, что μiI = μiII, т. е. при равновесии химический потенциал i–го компонента в фазе (I) равен его химическому потенциалу в фазе (II). Применяя этот вывод ко всем фазам и ко всем компонентам гетерогенной системы, получаем:
μiI = μiII = ... = μiФ.
Таким образом, в гетерогенной системе при постоянных давлении и температуре равновесие характеризуется равенством химических потенциалов каждого компонента во всех фазах.