Химический потенциал термодинамическое рассмотрение

Эта формула для энтропии и уравнения состояния (11.2.6) и (11.2.7) носят фундаментальный характер все остальные термодинамические величины для теплового излучения могут быть получены из них. В отличие от других термодинамических систем, которые мы рассматривали до сих пор, для теплового Излучения достаточно температуры Т для того, чтобы полностью определить термодинамические величины плотность энергии и Т), плотность энтропии 8[Т) = 3 Т)/У и все остальные термодинамические величины полностью определяются температурой Г. В выражениях для 3 и II нет м,тенов, содер- Щих химический потенциал. При рассмотрении корпускулярной природы [c.285]

Заканчивая рассмотрение вопроса о термодинамических потенциалах, познакомимся также с понятием химического потенциала. [c.126]

Термодинамические расчеты подавляющего большинства металлургических процессов основываются на рассмотрении химического потенциала, а внешние переменные обычно связывают с давлением и температурой. В однокомпонентной среде, как известно, каждой паре значений внешних переменных соответствует свое значение химического потенциала [c.217]

На практике обычно ограничиваются решением системы уравнений химического равновесия, получающейся из необходимых условий экстремальности Ф, что соответствует рассмотрению чистых конденсированных фаз [1] и идеальных конденсированных растворов [2, 3]. Эти два случая отличаются записью выражения для термодинамического потенциала системы. В первом химический потенциал г конденсированного компонента I в фазах а приравнивается к потенциалу чистого вещества, [c.166]

Хотя такое определение закона диффузии часто считается исчерпывающим, следует сделать одно замечание. Термодинамическое рассмотрение диффузии показывает, что причина диффузии — это, строго говоря, наличие градиента химического потенциала, а не только градиента концентрации [5]. [c.666]

Чтобы продвинуться дальше и преодолеть упомянутые выше трудности ограничимся рассмотрением частного случая, согласованного с условием задачи (система из разряженных газов) положим, что все реагирующие компоненты системы суть в термодинамическом смысле независимые друг от друга идеальные газы, занимающие общий объем и создающие общее давление р. В этом идеальном в полном смысле этого слова случае химический потенциал каждого -компонента зависит от переменных только своего индекса [c.220]

Входящие в (7) производные химического потенциала можно выразить через величины, легко поддающиеся измерению. При рассмотрении термодинамического потенциала в гл. 19 мы получили соотношение [c.271]

Учет заряда фаз и составляющих не меняет, как видно, общей схемы расчета химических и фазовых равновесий полученные в этом разделе выводы и формулы не отличаются принципиально от результатов 16, достаточно заменить химические потенциалы на электрохимические. Специфика электрохимических равновесий проявляется в более сложных системах — электрохимических цепях. Последние широко используются в экспериментальной термодинамике для электрических измерений термодинамических свойств веществ. В рассмотренной двухфазной системе разность ф —<рР, мембранный потенциал, не может быть измерена, поскольку, как говорилось, нет возможности выделить из общей работы переноса заряженной массы из одной фазы в другую ее электрическую часть. Можно, однако, добавить к такой системе еще две фазы одинакового химического состава и измерять разность электрических потенциалов между ними, а рассчитывать при этом разность химических потенциалов в интересующих фазах. Схему такого электрохимического элемента можно представить в виде [c.151]

Расширим понятие термодинамического потенциала, вводя в рассмотрение более сложные системы, такие как, например, системы с. химическими или фазовыми превращениями, а также открытые системы. Внутренняя энергия двухфазной системы, состоящей из воды и водяного пара, зависит от того, какая часть массы системы приходится на жидкую фазу и какая — на паровую (см. 12). Каждая фаза представляет собой открытую систему, внутренняя энергия которой зависит от массы. Внутренняя энергия смеси газов зависит от состава этой смеси. Термодинамические потенциалы К, Яи(3 связаны с внутренней энергией, поэтому все сказанное справедливо и для них. Действительно, Р — и—ТЗ, при этом Р называют также свободной энергией, а ТЗ — связанной энергией, их сумма равна внутренней энергии 7 энтальпия Н — изобарный потенциал ( = [/-)- [c.247]

Гл. 6 посвящена вычислению средней теплоты реакции и среднего сродства. В гл. 7 приводится детальный вывод полного дифференциала сродства для случая закрытых систем. Эти результаты используются в гл. 8 и 9 для изучения превращений при постоянном сродстве и для случая состояния устойчивого равновесия. Гл. 10 посвящена рассмотрению виртуальных сдвигов равновесия в гетерогенных -системах и правилу фаз. Идеальные газы подробно изучаются в гл. 11. В ней детально изложены расчеты термодинамических потенциалов, сродства и химических потенциалов, компонентов для смеси идеальных газов [уравнения (4.28) — (Н.Э )]. Показано, что для такой системы переменные 7 и 5 (температура и энтропия) или переменные р V (давление и объем) не определяют полностью значение термодинамического потенциала. [c.15]

Рассмотренное уравнение изменения термодинамического потенциала носит название изотермы химических реакций и характеризует возможность к направление химической реакции в условиях постоянных температуры и давления в зависимости от концентраций веществ. [c.210]

Рассмотрение химического равновесия обычно проводится для реакций при постоянных давлении и температуре. Мы знаем, что при этих условиях термодинамический потенциал в равновесии [c.284]

Изотермы упорядоченной и однородной фаз различаются на 10%. Поэтому переход между ними возможен. Для того чтобы провести линию сосуществования двух фаз, необходимо использовать термодинамическое рассмотрение. При сосуществовании двух фаз их химические потенциалы должны быть равны, а так--же должны быть равны давления. Для однородной фазы известно абсолютное значение энтропии, а значит, и химического потенциала, а также выражение для давления с. высокой точностью 1%. Для периодической же структуры энтропия определяется путем интегрирования с. точностью до аддитивной постоянной. Для ее определения рассматривается система, в которой не может происходить фазовый переход. Предполагается, что центр частицы не может выходить за пределы элементарной ячейки объемом п=1//Л при всех плотностях. При этом частицы при достаточно больщих V будут сталкиваться как с соседними частицами, так и со стенками ячейки. При больших плотностях частица в основном будет сталкиваться с соседними частицами, а при малых — в основном со стенками ячейки. Наличие стенок будет препятствовать разрушению упорядоченной структуры при малых плотностях. Для малых плотностей можно точно рассчитать термодинамические свойства искусственной ячеечной системы, а также однородной системы. При высоких плотностях введение ячеек не играет роли, так как оно не дает дополнительного вклада в коллективную энтропию. В настоящее время считается неправомерной существовавшая ранее точка зрения, чго коллективная энтропия появляется при плавлении. Экстраполяция упорядоченной структуры через область метастабильности в область малой плотности позволила определить абсолютное зна- чение энтропии во всем диапазоне плотностей. [c.201]

НЫМИ переменными на . величины, не зависягцмс от этого разбиения. Термодинамич. параметры любой системы можно представить в виде совокупности термодинамически сопряжённых экстенсивных и интенсивных переменных. Вмте были рассмотрены пары (5, Т) и (К, Г). Ещё одна пара термодинамически сопряженных переменных возникает при рассмотрении систем с перем. числом частиц (/V, [I), где N—число частиц, а ц — химический потенциал [c.86]

Тематика первой части Курса, достаточно подробно отраженная в оглавлении, естественным образом распадается на два больших раздела ) макроскопическую термодинамику и статистическую механику равновесных систем. Благодаря тому что на физическом факультете удалось спланировать учебный Ьроцесс так, что часть обязательного материала,переносится на семинарские занятия, которые проводятся по единой системе заданий, то, как правило, первые 7-8 лекций этого курса (осенний семестр включает обычно до 22 лекций) посвящены макроскопической термодинамике (ей же посвящается более трети всех семинарских занятой), а затем уже читается равновесная статистическая механика, представляющая основной материал этого семестра. Автор отказался от возможности объединить оба раздела (тома. — Прим. ред.), растворив материал первого во втором, чтобы не сог здавать иллюзии, что макроскопическая теория имеет характер предварительного введения, формулировки и положения которого в дальнейшем при рассмотрении микроскопической теории будут переосмысливаться, уточняться и т.д. Напротив, в этой части закладываются те основные и общие представления теории, без понимания которых развитие микроскопической теории было бы просто невозможным. К таким понятиям следует отнести в первую очередь понятие термодинамической системы с ее особенностями, понятие равновесного состояния такой системы и его свойств, понятия температуры, энтропии, химического потенциала (т. е. величин, не имеющих аналогов в механике) и т.д., наконец, основные Качала термодйг намики, которые и в микроскопической теории сохраняют свое аксиоматическое значение. Следует отметить, что сама аксиоматика макроскопической термодина- МИКИ за прошедшие полтораста лет настолько обговорена и продумана что ее внутренняя органическая взаимосвязанность (речь идет о квазистатической теории) стала служить примером логического построения теории (после, конечно, теоретической механики). Особо отмечая эту ее особенность, Анри Пуанкаре заметил, что в термодинамике нельзя сделать ни малейшей бреши, не разрушив всего ее здания (Н. Poin are, 1911). [c.7]

Не говоря уже о реально непреодолимых трудностях определения функции F(t) в общем случае и трудностях расчета самого интеграла (в век ЭВМ игры с ними допускают рассмотрение механических систем порядка сотни объектов, но это — частные задачи, и сколько бы ни были интересны получаемые с их помощью результаты, они не решают проблемы в принципе, а лишь иллюстрируют их), возникают вопросы, связанные с тем, каким образом появляются специфические зависимости величины F от макроскопических параметров, специфических для термодинамического рассмотрения, таких, как, например, температура или химический потенциал, как исчезает зависимостьот начальных условий механической задачи, от фаничных условий для всей системы, от времени при стремлении системы к равновесному состоянию и т.д. [c.18]

Остановимся, наконец, на введении еще одного, третьего из основных статистических формализмов, связанного с выделением рассматриваемой системы с помошью воображаемых стенок, т.е. с выбором в качестве независимых термодинамических переменных величин 9, х, ц (х = У, о). Несмотря на то что такой выбор в термодинамическом смысле соверщенно эквивалентен сделанному в 3 или 4, все же фиксация химического потенциала fl как независимой макроскопической переменной на первый взгляд не представляется удачной, так как практически не существует приборов типа / -метров , непосредственно измеряющих этот параметр. Однако такой выбор означает отказ от точной (в микроскопическом смыСле) фиксации числа частиц, а именно это в целом ряде задач (особенно при рассмотрении квантовых систем из одинаковых частиц, см. гл. 2 данного тома) существенно упрощает рассмотрение, так что дополнительная проблема пересчета уже готовых результатов от переменных 9, х, (1 к переменным , х, N представляется в идейном отнощении просто элементарной (такой пересчет осуществляется исключительно методами одной термодинамики). [c.53]

Электрохимические методы защиты металлов легче всего понять путем рассмотрения соответствующей диаграммы Пурбэ (для железа она представлена в полном и в упрощенном вариантах соответственно на фиг. 33 и 34). Железо не будет корродировать, когда его потенциал и величина pH окружающей среды попадают в область иммунитета, в которой металл термодинамически устойчив. Для достижения этих условий металл должен быть поляризован таким образом, чтобы его потенциал снизился от величины, соответствующей условиям беспрепятственной коррозии, до величины, несколько меньшей нормального электродного потенциала. На этом принципе основана катодная защита, рассматриваемая в разд. 3.2. Другим методом электрохимической защиты является обеспечение пр ыва-ния Железного электрода в области пассивного состояния, что требует поляризации для облагораживания потенциала (если pH среды составляет 2—9). В интервале значений pH = 9-4-12 железо либо находится в состоянии иммунитета, либо в пассивном состоянии, а при pH < 2 пассивность не достигается. Этот тип защиты, часто называемый анодной защитой, описан в разд. 3.3. В отличие от катодной защиты он неприменим во всем диапазоне значений pH, и действие защиты может прекратиться, если повреждена пассивная пленка, например, в присутствии хлоридных ионов. Катодная защита может осуществляться в любой среде, если только нет посторонних эффектов, например непосредственного химического разъедания металла. Здесь следует напомрить о различии между иммунитетом, т. е. областью, в которой коррозия (электрохимическое разъедание) не может происходить, и пассивностью, т. е. областью, в которой коррозия не происходит. [c.128]

Метод термодинамических потенциалов был разработан Гиббсом (1873—1876), для них он получил основные соотношения, использовал их при рассмотрении ряда конкретных задач, в теории фазового равновесия (см. 6), химического равновесия (см. задачу 47) и т. д. Его работы оставались неизвестными в Европе вплоть до 1891 г., когда Оствальд нашел их и перевел на немецкий язык (в 1899 г. работы, касающиеся химической термодинамики, были переведены Анри Ле Шателье на французский язык). Свободная энергия была введена Гельмгольцем (1882), а название потенциала Н было придумано известным нидерландским физиком, основателем криогенной техники Гейке Камерлинг-Он-несом (Н. Kamerling-Onnes, 1909) по использованному ранее [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...