Chemische potentieel van Thermische Fysica | Lezing Notes

_{ext - ts}

waarbij de N

komt van het feit dat de externe energie werkt op elk deeltje in het systeem. Overweeg nu twee systemen S

_{1 en S}

_{2which op dezelfde temperatuur en zijn in staat om te wisselen deeltjes, maar die nog niet in het diffusie evenwicht. We kunnen dat in eerste instantie ben 2> m 1 te nemen, en kunnen we de eerste, niet-evenwicht verschil in chemische potentiaal als Dm i = m duiden 2i- m 1i.}

Nu laat een verschil in potentiële energie worden gelegd tussen de systemen, zodat de potentiële energie van elk deeltje in de S

_{1is verhoogd precies door Dm i. Een dergelijk verschil zou kunnen komen van gravitationele potentiële energie, of electrodynamical potentiële energie, bijvoorbeeld.}

Door de oprichting van een potentiële energie stap, we zijn het toevoegen van een potentiële energie N

Dm _{ito de energie van elke staat in de S}

_l.

Dus de uiteindelijke chemische potentiële energie van S

_1is

(10,5)

omdat we de energie niet te wijzigen in S

< sub> 2. Maar nu ben _{l f}

= m _{2 f}

, zodat de systemen zijn in

diffusieve evenwicht. We zien dus dat de chemische potentiaal gelijk aan een echte potentiële energie, dat het verschil in chemische potentiaal tussen de twee systemen is gelijk aan de potentiaalbarrière dat beide systemen in diffusieve evenwicht zal brengen.

Aangezien de chemische potentiaal heeft dezelfde eigenschappen als potentiële energie, zien we dat we een absolute chemische potentiaal kan bepalen. Alleen verschillen in chemische potentiaal enige fysieke betekenis. Uit het argument hierboven zien we dat als een externe potentieel stap bestaat, de totale chemische potentieel van een systeem is de som

m _{tot = m int + m ext}

waarbij m _{extis de potentiële energie per deeltje in de externe potentiaal en m INTIS de chemische potentiaal die aanwezig zou zijn indien de externe potentiaal nihil.}

Tot slot, omdat we alleen fysiek kunnen bespreken verschillen in chemische potentiaal, de fysieke conditie van diffusieve evenwicht wordt

Dm _{ext = Dm int (10,6)}

Voorbeeld:

Wat is de voorwaarde voor diffusieve evenwicht van een kolom van ideaal gas bij een temperatuur t?

Laat n

(0) zijn het aantal deeltjes in de onderste kamer, en < em> n

( h

) zijn het