Kemisk potentiale Termisk Fysik | Lecture Notes

Når vi har antallet af partikler i en højde h

, vi kan bestemme trykket ved at minde om, at trykket af en idealgas er proportional med koncentrationen af ​​partikler,

s

= n

t

Således presset af en ideel gas ved højde h

er

(10,8)

Eksempel:

Hvad er det kemiske potentiale af en ideel gas i et magnetfelt B

I et magnetfelt kan vi se gassen som udgøres af to typer, eller arter, af partikler; dem med spin-op, og dem med spin-ned.

Hvis spin er op, den potentielle energi er - mB

, mens den potentielle energi af spin ned partikler er mB

. For beholderen ud af det magnetiske felt de kemiske potentialer er

mens de i magnetfeltet har

vi har også, at

og

Brug af tilstand diffusive ligevægt, får vi

og

så

n

( B

) = n

(0) cosh ( mB

/t)

Eksempel:

For en blybatteri, forholdet mellem kemiske potentialer og potentielle skridt er endnu mere tydelig.

I en normal blybatteri, den negative elektrode består af metallisk bly, Pb og den positive elektrode er et lag af blyoxid, PB0 _{2, på en Pb substrat. Elektroderne er nedsænket i fortyndet svovlsyre, H 2SO 4, som er delvist ioniseret i H ^{+ ioner og S0 4 - ioner}}

.

afladningsprocessen, både metalliske Pb af den negative elektrode og PB0 _{2 i den positive elektrode konverteres til føre sulfat, PbS0 4 via de to reaktioner}

Negativ elektrode:

Positiv elektrode:

Således den negative elektrode virker som en vask for S0 _{4 ^{- ioner, og den positive elektrode virker som en vask for H + ioner. Hvis batteripolerne ikke er tilsluttet, er elektroner udtømt fra den positive elektrode og ophobes i den negative elektrode, og derved oplade dem begge.}}

Som et resultat, udvikler elektrokemiske potentiale trin ved elektroden-elektrolyt grænseflader, at trinnene nøjagtigt den korrekte størrelse udligne det kemiske potential trin og stoppe diffusion af ioner, der standser de kemiske reaktioner går videre. Hvis tillades en ekstern strøm til at flyde, reaktionerne genoptage

Hvis vi betegne som DV _-.

Og DV _{+ forskellene i elektrostatisk potentiale negative og positive elektroder i forhold til den fælles elektrolyt , diffusion af sulfat ioner stopper, når (huske på, at sulfat bærer to negative ladninger)}