Kemisk potentiale Termisk Fysik | Lecture Notes

_{1 og S}

_{2which er ved samme temperatur og er i stand til at udveksle partikler, men som endnu ikke er i diffusive ligevægt. Vi kan antage, at i første omgang M 2> m 1, og vi kan betegne den indledende, ikke-ligevægt forskel i kemisk potentiale som Dm I = m 2i- m 1i.}

Nu lad være etableret en forskel i potentiel energi mellem systemerne, således at den potentielle energi af hver partikel i S

_{1 er rejst nøjagtigt ved Dm jeg. En sådan forskel kunne komme fra gravitationel potentiel energi, eller electrodynamical potentiel energi, for eksempel.}

Med oprettelsen af ​​en potentiel skridt energi, vi tilføjer en potentiel energi N

Dm _{ito den energi hver stat i S}

_{l. Den endelige kemiske potentielle energi af S}

_1er

(10,5)

da vi ikke ændre energien i S

< sub> 2.

Men nu m _{l f}

= m _{2 f}

, så systemerne er på

diffusive ligevægt. Således ser vi, at det kemiske potentiale svarer til et sandt potentiel energi ved, at forskellen i kemiske potentiale mellem to systemer er lig med den potentielle barriere, der vil bringe de to systemer i diffusive ligevægt. Da det kemiske potential har de samme egenskaber som potentiel energi, ser vi, at vi ikke kan definere en absolut kemiske potentiale. Kun forskelle i kemisk potentiale har nogen fysiske betydninger.

Af ovenstående argument, ser vi, at hvis der findes en ekstern potentiel skridt, den totale kemiske potentiale af et system er summen

m _{tot = m int + m ext}

hvor m _{extis den potentielle energi pr partikel i den eksterne potentiale, og m intis det kemiske potentiale, der ville være til stede, hvis den eksterne potentiale var nul. Endelig da vi kun fysisk kan diskutere forskelle i kemisk potentiale, fysiske tilstand diffusiv ligevægt bliver}

Dm _{ext = Dm int (10.}

6)

Eksempel:

Hvad er betingelsen for diffusiv ligevægt i en kolonne af ideelle gas ved temperaturen t?

Lad n

(0) være antallet af partikler i det nederste kammer, og < em> n

( h

) være antallet af partikler i den øverste kammer. Vi ønsker, m

(0) = m ( h

), hvor vi skal have m = m _{ext + m int. Derefter fra (10,4), har vi at}

(10,7)