文档介绍：陕西教育学院学报
年第
期
化学势的取值分析与化学势的作用
李永昌
提要本文论述了热力学及统计物理中关于化学势取值的相对性和化学势的作用, 特别是对近
独立粒子系统分布函数中化学势的正负进行了讨论, 并用数字代人方法证明了费米一狄拉克分布中化
学势的正负取决于系统的温度高低。
关挂词化学势统计分布函数化学势取值的相对性
引宫
在有热接触和扩散接触的系统中, 化学势拌和温度
一样都是十分重要的概念, 它们常以川
。、
的形式在公式中出现化学势的概念广泛应用于热力学与统计物理物理化学及生物流体力学等
。、
学科中从宏观上看粒子的化学势决定着粒子的迁移方向, 从微观上看, 它和温度粒子的能量。共
。
同决定着单粒子量子态上的平均粒子数目本文基于作者所用教材关于化学势概念讲述的不足, 对
化学势的取值及其相对性, 特别是对近独立粒子系统的统计分布函数中化学势拜取值的正负加以
。
论述, 用数值代人法证明费米一狄拉克
一
分布中拜的正负取决于系统温度的高低并通过对
。
化学势定义及其作用的归纳, 以加深对化学势的理解
化学势的定义
、、
由物质的量分别为
⋯⋯
摩尔
或质量分别为
⋯
千克
的
种组分组成的均匀
、、、
单相系统, 其热力学势
〕内能
焙
亥姆霍茨自由能
吉布斯自由能
都是广延量, 都是各组
。
分摩尔数的一次齐次函数根据开放系统的基本方程
一
孙,
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一
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干林
一
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第
种物质的化学势片定义为
, 、, 、, 、
、、、、
、、、
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匕
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和际‘组分以
本文
年
月
日收到
外的其他组分
, 不变的条件下, 增加
, 摩尔的
种物质时吉布斯自由能有相应
的变化,
与
、、
之比就是第
种物质的化学势化学势拌
是
和各组分摩尔分数
或各组分浓度
⋯⋯
、、、。
的函数, 即片
片
⋯⋯
、
, 化学势拌是强度量
式中其余三个定义式可作类似的
理解, 只是不同条件下对应相应的热力学势不同。
对单元系, 其化学势拜为
二,
·
一·
产
尸
瓮号产
豁一冬
·
·
一
产
纂冬产
尸
豁一冬
。
即化学势拌是在不同条件下,
摩尔物质的相应热力学势函数
若用系统的粒子数
代替
式中的
, 就得到平均一个粒子的化学势阁
。二
一
·
一
异产
。
二
一·
务产
尸
、、、
由于系统的热力学势
都是态函数, 且起着类似弹簧中势能
外界作功可以势能的形
。
式储存, 然后再释放