Химический потенциал во внешнем поле

Заметим, что полученные условия фазового равновесия (6.10) или (6.11) справедливы только для однородных фаз, т. е. при отсутствии поля внешних сил. Если же фазы находятся во внешнем поле (например, в поле силы тяжести), то при равновесии в обеих фазах одинаковы лишь температуры, давление же и химический потенциал в каждой фазе являются функциями координат. Не зависящей от координат величиной оказывается не химический потенциал, а химический потенциал плюс потенциальная энергия частицы в поле (см. задачу 6.4). [c.126]

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]

При постоянной температуре (отсутствие термодиффузии) для неподвижного раствора (нет конвекции) ионы в растворах могут переноситься за счет диффузии, вызываемой градиентом химического потенциала (концентрации) и за счет миграции, вызываемой градиентом электрического потенциала. При определенных условиях направленное перемещение ионов (ток) в растворе электролита может быть вызвано наложением внешнего электрического поля. [c.285]

Рассмотрим конкретный пример системы с двумя потоками и двумя термодинамическими силами с одинаковой (векторной) размерностью, а именно, неравновесный электронный газ в изотропном металле или полупроводнике, в котором существует градиент температуры и градиент постоянного во времени электрического поля У<р(х,у,2). Химический потенциал электронов при наличии внешнего поля определяется формулой [c.578]

Наши дальнейшие действия фактически следуют схеме из раздела 5.1.1. Единственным новым обстоятельством является то, что теперь квазиравновесное распределение (5В.5) содержит дополнительные слагаемые, которые описывают термические возмущения, связанные с неоднородностью температуры и химического потенциала. Сравнивая гамильтониан механического возмущения (5В.З) с общим выражением (5.1.1), мы видим, что роль внешних полей hj играет функция —е(/ (г), а роль сопряженных динамических переменных Bj — оператор концентрации частиц п(г). Таким образом, в рассматриваемом стационарном случае статистический оператор (5.1.16) записывается как [c.407]

В настоящее время хорошо известно, что в подавляющем числе случаев зарождение усталостных трещин начинается в поверхностных или приповерхностных слоях металла. Поэтому очень важно знать закономерности пластического поведения приповерхностных слоев металла в условиях циклического деформирования. Особенности поведения приповерхностных слоев металла при усталости и их влияние на циклическую прочность рассмотрены в ряде работ [9, 10, 12, 39, 48, 49, 118-124]. Предложены различные специальные механизмы генерации дислокаций в приповерхностных слоях металла в условиях циклического деформирования, В частности, В.П. Алехин [48] предложил диффузионно-дислокационный механизм микродеформации, сущность которого заключается в том, что в поле приложенных внешних напряжений изменяется химический потенциал точечных дефектов и в материале возникают соответственно направленные диффузионные потоки, В приповерхностных слоях и, в особенности, в условиях циклического нагружения указанные процессы протекают более интенсивно, вследствие того что свободная поверхность является областью облегченного зарождения и стока точечных дефектов. Следует отметить, что вопрос о механизмах действия дислокационных источников в условиях циклического деформирования требует дальнейших теоретических разработок и проведения специальных экспериментов. [c.186]

Теперь мы можем сделать еще один шаг и перейти к сложным системам. Рассматривая чистые вещества в отсутствие внешних полей, можно было не вводить химический потенциал, но в термодинамике многокомпонентных систем это оказывается абсолютно необходимым. Мы должны тогда рассматривать потенциал Гиббса О как функцию не только Р, Т, но и количества каждого компонента (с — число различных компонентов) [c.112]

При наличии внешнего поля е изменяется, и .I тоже изменяется. Это новое значение л обычно называют электрохимическим потенциалом. Термин химический потенциал часто сохраняют для величины, являющейся разностью между электрохимическим потенциалом и потенциальной энергией частицы, приобретаемой во внешнем поле. Такое словоупотребление обычно применяется в физике полупроводников рри описании полупроводниковых приборов с электронно-дырочными переходами. В книге автора [1] понятия химический потенциал и электрохимический потенциал не различаются. [c.257]

Эта конденсация происходит под влиянием взаимодействия пар соседних атомов, характеризующегося энергией —е/г. Так как истинная плотность может изменяться в широких пределах, мы должны под маской химического потенциала д. сохранить и внешнее магнитное поле Н. Самосогласованное уравнение (5.5) теперь принимает вид [c.257]

При записи энергии нулевого приближения мы включили член, описывающий взаимодействие с внешним магнитным полем, и химический потенциал. [c.75]

Решение. Сохраняя в выражении для химического потенциала газа Ван-дер-Ваальса, полученного в задаче 19, зависимость от удельного объема, имеем в качестве условия равновесия системы во внешнем однородном поле силы тяжести U(z) = mgz [c.203]

Мы видели, что две системы, способные обмениваться энергией, находятся в равновесии при равенстве своих температур. А что можно сказать об условии равновесия систем, способных обмениваться частицами Здесь нужно найти новое условие равновесия, которое потребует введение химического потенциала. Таким путем мы сможем рассмотреть изменение концентрации частиц во внешних электрическом, магнитном и гравитационном полях (см. гл. 11) и обсудить условия равновесия при химических реакциях (см. гл. 21). [c.67]

Выражение, получаемое из (1.1) при Уря=0, известно под названием первого закона Фика. Происхождение члена, содержащего скорость, связано с наличием атомов, испытывающих направленное движение под влиянием внешнего поля. Как установлено экспериментально, направленный массоперенос может быть вызван электрическим или гравитационным полем, полями, обусловленными наличием градиентов температуры, химического потенциала и т.д. [c.10]

Химический потенцией во внешнем поле 255 [c.255]

Рис. 10.2. а —для случая теплового равновесия, когда температура Т постоянна, понятие химического потенциала, учитывающее внешнее поле, приводит к известной барометрической формуле б — состояние реальной земной атмосферы отличается от теплового равновесия кривая слева показывает изменение температуры с увеличением высоты над поверхностью Земли. [c.256]

Химический потенциал во внешнем поле [c.257]

Соотношение (10.3.2) допускает обобщение, позволяющее описывать непрерывную систему, как это было сделано в общем случае внешнего поля в разд. 10.1 (рис 10.3). Рассмотрим систему, в которой вариация химического потенциала происходит только в одном направлении, например вдоль оси х. Предположим также, что температура Т постоянна и не изменяется от точки к точке. Тогда, как и в (10.1.13), получаем для диффузии [c.268]

Понятие химического потенциала может быть также обобщено на превращения во внутренних степенях свободы молекул, например ориентация полярной молекулы относительно внешнего поля (рис. 10.9), изменение конформации макромолекулы под действием потока и аналогичные явления [2]. Это можно сделать, вводя внутреннюю координату в так же, как мы определяем внешнюю [c.272]

Химический потенциал, учитывающий наличие внешнего поля, называется полным. Прим. ред. [c.332]

Вообще говоря, потенциал взаимодействия ядер с электронами — это потенциал кулоновского типа, и поэтому он достаточно велик (по модулю) вблизи ядер. При этом химическая связь и многие физические свойства определяются внешними электронами, поскольку внутренние электроны атома спариваются, с трудом возбуждаются и не вносят ощутимого непосредственного вклада ни в энергию связи, ни в другие характеристики кристалла. Однако было бы ошибкой пренебречь ими полностью. Их особая роль состоит в том, что они экранируют внешние электроны от поля ядра, как бы уменьшая его, притом весьма существенно. Это позволяет во многих случаях считать, что на внешние электроны действует потенциал , заметно меньший потенциала ядра и являющийся достаточно слабым. С таким потенциалом оперировать оказывается несравненно проще, поскольку он допускает использование теории возмущений во втором и третьем порядках. Суще- [c.55]

Конвекция - процесс массопереноса в результате перемещения макрообъемов флюида (газа или жидкости). Конвекция может быть свободная (естественная), появляющаяся в поле действия гравитационных сил при наличии неоднородности плотности во флюиде, возникшей в результате действия градиентов температуры или химического потенциала. Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Капиллярная конвекция появляется в объемах жидкости со сврбодной поверхностью при наличии перепадов поверхностного натяжения, вызванных действием градиентов температуры (термокапиллярная конвекция) или химического потенциала поверхностноактивного вещества. [c.389]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ — состояние термодинамич. системы, определяемое значениями внешних параметров и темп-ры. Конкретный выбор термодинамич. переменных в качестве внешних параметров определяется тем, каким образом рассматриваемая система выделена из среды окружающих ее тел и других систем. Существуют две возможности такого выделения, а) Рассматриваемая система заключена в сосуд с непроницаемыми стенками. Параметрами, определяющими состояние системы, являются число частиц N, внешние параметры, определяемые расположением внешних по отношению к данной системе тел (объем V, внешние поля х ,. .., Xj ) и темп-ра Г. Впутренними параметрами будут сопряженные величины, как ф-ции А, V, х и Г химический потенциал (х, давление р, обобщенные силы Ai,. .., Aft и энтропия S. Разделение на внутренние и внешние параметры условно можно, напр., за внешний параметр выбрать р (газ в цилиндре, давление создается внешними телами, действукшщмп на подвижный поршень), тогда объем будет внутренним параметром системы, б) Система заключена в сосуд с проницаемыми стенками, возможен переход частиц от рассматриваемой системы к окружающим ее системам и наоборот. Параметрами системы будут fx, а также V, Xj и Т. Варианты а) и б) являются равноценными. [c.162]

Соответствукмцую магнитную восприимчивость легко найти. Энергия взаимодействия магнитного момента электрона с внешним полем равна —2рвЯ. Поэтому если спин электрона направлен вдоль магнитного поля, то его энергия будет е—рЯ, а если спин противоположен полю, то г + Н. Но в ферми-распределение энергия входит в комбинации с химическим потенциалом е—р.. Таким образом, вместо того чтобы рассматривать изменение энергии под влиянием поля, мы можем считать, что химический потенциал делается равным ц + Р ДЛя электронов со спином по полю и для электронов со спином против поля. [c.153]

Рпс. 15,12. Электронный парамагнетизм Паули при О °К. Заштрихованная область на схеме о описывает занятые уровни. Числа элекгронов в подзонах со спппами, направленными вверх (левая область) и вниз (правая область), определяются тем, что наивысший занятый уровень (для обеих областей) есть уровень Ферми. Химический потенциал (энергия, отвечающая уровню Ферми) электрона со спино.м, направленным вверх, равен химическому потенциалу электрона со спином, направленным вниз. На схеме б показан избыток спинов, направленных вверх, что вызвано действием внешнего магнитного поля. [c.536]

Этот переход ярко проявляется в модели решеточного газа. Если начать с малой плотности и увеличивать давление, то мы достигнем такого значения химического потенциала ц, при котором уравнение (6.19) будет иметь два различных корня для п, соответствующих двум различным фазам в равновесии. Переход между этими фазами математически эквивалентен изменению знака спонтанной намагниченности Г в ферромагнетике Изинга, когда внешнее магнитное поле Н проходит через нуль. Таким образом, конденсация пара в жидкость происходит за счет сил притяжения меяеду атомами или молекулами независимо от деталей расположения этих атомов в более плотной фазе. Эту точку зрения очень ясно выразил Уидом [8]. [c.257]

Дебаевская экранировка. Исследуем на уровне макроскопических представлений, как видоизменяется кулоновское поле электрического заряда д, если он окружен находящимся с ним в состоянии равновесия полностью ионизованным классическим нерелятивистским газом (этим зарядом может быть какая-либо из частиц этого газа). Если обозначить потенциал эффективного поля, действующего на заряд е (т. е. поле электростатической индукции), находящийся на расстоянии Я от возмущающего систему заряда д, как и Я) = е1р Я), то условие те рмодинамического равновесия каждой из компонент газа, находящихся в данном случае в сферическом внешнем поле и Я) (сумма локального значения химического потенциала и потенциала внешнего статического поля постоянна для любой точки внутри системы, см. том 1, 6, п. б), запишется как [c.313]

Возможно, что проще всего оценить влияние поля с помощью метода, основанного на феноменологических уравнениях для переноса массы и энергии, который изложен в гл. 2. Поэтому начнем с незначительного обобщения уравнений (2.95), в которых термодинамические силы вызывают перенос массы и са-моднффузня вводится отчасти как предельный случай действительности- Обобщение связано с введением внешних полей, тогда как в уравнениях (2.95) описаны только внутренние поля, обусловленные градиентом изотермического химического потенциала и градиентом температуры. [c.105]

Формализм химического потенциала, изложенный в предыдущей главе, можно распространить на электрохимические реакции и системы, находящиеся во внешнем поле, например в гравитациоьшом. При наличии поля, рассматривая изменения энергии, необходимо учитывать и энергию, связанную с полем, поэтому энергия компонента зависит от того, в какой точке пространства он находится. [c.254]

Таким образом, введение потенциала ф, связанного с полем, эквивалентно добавлению нового члена к химическому потенциалу. Это позволяет обобщить определение химического потенциала на случай внешнего поля. Электрохимический потенциал Д, введенный Гуггенгеймом в 1929 г. [1], определяется выражением [c.255]

ЭФФЕКТ [тепловой стандартный характеризуется изменением изобарно-изотермного потенциала в процессе образования одного моля химического соединения из простых веществ при условии, что процесс является изотермическим (t = 25" С), а исходные простые вещества и образующиеся соединения находятся при давлении 98 кПа Фарадея состоит в том, что оптически неактивная среда приобретает под действием внешнего магнитного поля способность вращать плоскость поляризации света, распространяющегося вдоль направления поля Фуко состоит в том, что в течение времени плоскость качания сферического маятника поворачивается на определенный угол в сторону против вращения Земли Холла заключайся в том, что в металле или полупроводнике с током, помещенном в магнитное поле, перпендикулярное к вектору плотности тока, возникает поперечное поле и разность потенциалов фотопьезоэлектрическнй — возникновение ЭДС в однородном полупроводнике при одновременном одностороннем его сжатии и освещении Штарка состоит в расщеплении и сдвиге спектральных линий под действием на излучающее вещество внещнего электрического поля] [c.302]

Различают три вида ионизации в газах соударением, облучением (фотоионизация) и нагревом (термическая ионизация). Суть ионизации независимо от ее вида заключается в том, что за счет энергии, полученной нейтрдльным атомом газа тем или иным образом, этот атом теряет электрон и становится положительно заряженным ионом. Количество энергии, которое необходимо затратить для отрыва электрона от ядра атома, называют энергией ионизации-, ее измеряют в электронвольтах. Эта энергия численно равна потенциалу ионизации, который измеряется в вольтах и характеризует величину напряженности внешнего электрического поля, при которой электрон приобретает энергию, равную энергии ионизации. Потенциал ионизации зависит от строения атома и различен для различных химических элементов. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче оторвать электрон от атома. [c.86]

Работа гальванического элемента, осуществляющаяся за счет химической реакции, может быть рассчитана по изменению термодинамического потенциала. Поэтому окислительно-восстановительные реакции на границе металл — щлак при отсутствии внешнего электрического поля, создающего дополнительную разность потенциалов, будут подчиняться одним и тем же теомоаи-намическим расчетам, вне зависимости от того, как мы рассматриваем взаимодействующий с металлом щлак а) как раствор окислов различных веществ, взаимодействующих между собой или б) как электролит, содержащий ионы с активностями, зависящими от состава электролита. [c.304]

При адсорбции заполняется не только внешняя, о и внутренняя поверхность металла, что придает ему способность потеть после контакта с ПАВ и удаления продукта с внешней поверхно- ти металл снова способен выделять на свою внешнюю поверхность часть маслорастворимых ПАВ. После заполнения внутренней поверхности идет образование последующих внешних слоев. Первые внешние слои адсорбированных ПАВ весьма точно повторяют микрогеометрический профиль поверхности металла (эффект То-ланского). В дальнейшем благодаря ослаблению влияния поля металла углы между кристаллографическими осями в слоях ПАВ -сглаживаются до нуля, и дальнейший рост этих слоев осуществляется в монокристаллическом виде. При адсорбции физическое и химическое состояние поверхностей металла меняется на границе раздела фаз. Работу адсорбции в общем случае можно выразить 1как разность стандартных химических потенциалов ПАВ на поверхности раздела и в объеме среды (нефтепродукта) [40]. Адсорбция изменяет работу выхода электрона и свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) металла. Скачок потенциала, связанный с адсорбцией ПАВ на металле, может быть подсчитан по формуле [c.22]

Величина межфазного натяжения в общем случае определяется энергией химических связей поверхностных частиц одной фазы с частицами другой, силами Ван-дер-Ваальса, а также электростатическим взаимодействием избыточных зарядов в двойном слое. Следовательно, изменяя потенциал металла с помощью внешнего электрического поля, можно изменить и величину межфазного натяжения. Изменение с потенциалом межфазного натяжения при поляризации границы между соприкасающимися фазами и представляет собой электрокапилляр-ные явления. График зависимости между величиной межфазного натяжения на границе жидкий металл — электролит и потенциалом поверхности жидкого металла называется электрокапиллярной кривой. [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...