Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

16.1: Хімічні потенціали

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29179

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ми щойно побачили, що хімічний потенціал - це термодинамічна властивість, яка пов'язана з усіма термодинамічними властивостями з одиницями енергії. Найбільш корисне його визначення дається в плані постійного тиску і температури:

    Зверніться до інструктора, якщо ви не можете побачити або інтерпретувати цю графіку.(15.24)

    Це є робочим визначенням хімічного потенціалу, яке пов'язує його з вивченою раніше концепцією часткової молярної кількості.

    Хоча математичне визначення хімічного потенціалу може бути викладено чітко, його «фізичне» значення не так легко зрозуміти. Набагато легше зрозуміти фізичні наслідки «тиску», «температури» та «внутрішньої енергії», ніж зрозуміти фізичну інтерпретацію «хімічного потенціалу». Враховуючи рівняння (15.24) і визнаючи вільну енергію Гіббса (G) здатністю системи виконувати роботу, ми можемо написати наступне формальне визначення хімічного потенціалу:

    Хімічний потенціал компонента в даній фазі - це швидкість збільшення здатності фази виконувати роботу на одиницю додавання речовини до фази, при постійній температурі і тиску.

    Ми також можемо процитувати визначення, яке Дж. Гіббс передбачив для нього:

    Якщо до будь-якої однорідної маси припустимо нескінченно малу кількість будь-якої речовини, яку потрібно додати, маса, що залишається однорідною, а її ентропія і обсяг залишаються незмінними, збільшення енергії маси, поділеної на кількість доданої речовини, є потенціалом для цієї речовини в розглянутій масі .

    Це визначення тісно пов'язане з математичним визначенням, наведеним у (15.20).

    Зверніться до інструктора, якщо ви не можете побачити або інтерпретувати цю графіку.(15.20)

    Щоб зрозуміти фізичні наслідки хімічного потенціалу виду, ми повинні нагадати, що для здійснення будь-якого термодинамічного процесу його повинна викликати рушійна сила. Наприклад, градієнт тиску є рушійною силою, яка спричиняє об'ємний рух рідин з однієї точки в іншу, а градієнт температури забезпечує різницю потенціалів, необхідну для потоку тепла. Ми також знаємо, що якщо ми маємо більш високу концентрацію розчиненої речовини в однорідній системі, вона буде розсіюватися в зони меншої концентрації. Тут хімічний потенціал відповідає за дифузію видів у двох точках простору або навіть за його обмін між двома різними фазами, без наявності ні тиску, ні температурних градієнтів. Хімічний потенціал - це потенціал, що описує здатність видів переходити з однієї фази в іншу.

    Автори та атрибуція