ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химический потенциал. Неравенство Гиббса из "Термодинамика " Удельный термодинамический потенциал ф (р. Г), представляющий со-собой отнесенную к единице массы энергию Гиббса однородной системы, называется химическим потенциалом. [c.105] Во всех предыдущих рассуждениях масса тела предполагалась неизменной и выражалась некоторым постоянным числом С. [c.106] Будем рассматривать теперь массу тела С как переменный параметр, который может принимать в некоторых процессах различные значения (так же как и другие параметры, характеризующие состояние тела). С изменением количества вещества, т. е. массы данного тела, мы встречаемся при химических реакциях, когда за счет одних веществ образуются другие, или при изменении агрегатного состояния, в результате которого вещество из одной фазы переходит в другую. [c.106] При переменном количестве вещества в выражения для дифференциалов всех термодинамических потенциалов войдет дополнительный член, содержащий дифференциал массы тела с1С. [c.106] Из выражения для ф ясно, что химический потенциал является интенсивной величиной. [c.106] Общее выражение химического потенциала. Физический смысл химиче-ческого потенциала как полезной внешней работы, производимой системой при обратимом изменении массы системы на единицу, позволяет сразу же составить выражение для химического потенциала при наличии какого-либо внешнего поля сил. Если это поле является потенциальным, то химический потенциал будет, как это очевидно, равен значению химического потенциала при отсутствии поля, который обозначим через фо, плюс потенциал поля, отнесенный к единице массы вещества. [c.107] Неравенство Гиббса. Пусть имеется так называемая открытая система, т. е. система, которая может находиться в механическом, тепловом и материальном взаимодействии с другими системами (напомним, что открытая система может обмениваться с другими системами не только работой и теплотой, но и веществом). Предположим, что рассматриваемая система находится в контакте с окружающей средой, которую будем считать опень большой системой, имеющей массу С, объем V и энтропию 8. В состоянии равновесия давление, температура и химические потенциалы открытой системы и окружающей среды одинаковы и равны р, Т и ф. Так как окружающая среда предполагается очень большой, то ее параметры р, Т, ф будут иметь неизменное значение, несмотря на отклонение открытой системы от равновесия с окружающей средой другими словами, окружающая среда всегда находится в равновесном состоянии. [c.107] Это неравенство имеет силу для любого необратимого процесса и называется неравенством Гиббса. Оно справедливо как для открытых dG + 0), так и для закрытых (dG == 0) сцстем. [c.108] Неравенство (3.31) называют иногда неравенством Клаузиуса. Как неравенство Гиббса, так и неравенство Клаузиуса в форме (3.30) и (3.31) относятся к системам, в которых вся производимая работа связана с изменением объема. [c.108] Относительно открытых систем необходимо сделать еще следующие два замечания. [c.108] Первое замечание касается объема открытой системы. В отличие от изолированных систем объем открытой системы не равняется объему, ограниченному непроницаемыми стенками, а представляет собой объем, заключенный внутри некоторой условной поверхности, через которую могут свободно проникать частицы вещества. [c.108] Величина Q является термодинамическим потенциалом, поскольку она представляет собой разность двух термодинамических потенциалов F и Ф. [c.108] Вернуться к основной статье