Термодинамические потенциалы как функции химических потенциалов

Химический потенциал (75—77) — обобщенная сила, отвечающая перераспределению массы каждого компонента системы. Для чистого вещества представляет собой молярное значение энергии Гиббса. Расчеты химического потенциала для различных систем идеального газа (83, 84) компонента в идеальном растворе (84) вещества в дисперсной фазе (177—179) в стандартном состоянии (99) вещества в неидеальном растворе (97). Связь химического потенциала с различными термодинамическими функциями системы (72). [c.316]

Какой физический смысл имеет термодинамическая функция химический потенциал [c.21]

Поскольку все термодинамические потенциалы являются величинами экстенсивными, химический потенциал, так же как и химическое сродство, есть величина интенсивная. Он, однако, имеет ряд особенностей. По определению (уравнение (1.59)), химический потенциал есть какой-либо термодинамический потенциал (для определенности будем в дальнейшем говорить о свободной энергии Гиббса), отнесенный к одному молю вещества. Однако потенциал Гиббса имеет свойство экстремальности. Такое свойство присуще и химическому потенциалу, который точно так же состоит из равновесной составляющей, не зависящей от условий процесса, и некоторой переменной, зависящей от условий процесса, т. е. вида функции [c.39]

Как и все остальные термодинамические функции, химический потенциал зависит от состояния фазы, в которой находится данный компонент, т. е. является функцией р, Т и величин Пц 2 и т. д. Вводя в уравнение обозначение химического потенциала, будем иметь [c.63]

Идеальный раствор представляет собой гипотетическую систему, и ее характеристики используют в качестве стандарта прп описании свойств реальных систем. С этой целью обычно рассматривают избыточные термодинамические функции (АС -, А// , AS , Af/ ), представляющие разность между функциями смешения реального и идеального растворов одинаковой концентрации. В выражении химического потенциала для компонента / реального раствора появляется дополнительный член, включающий коэффициенты активности 7, ц = ц, + 7 1п yjX,, [c.37]

Подобно другим термодинамическим функциям, химический потенциал определяется с точностью до постоянной (г , которая н( может быть найдена ни экспериментальным, ни расчетным путем. Если а,- означает активность -го компонента, то для химического потенциала справедливо выражение [c.51]

Цель настоящей главы — рассмотреть соотношения между известными термодинамическими функциями (химический потенциал, свободная энергия, энтальпия и работа) и состоянием системы переменного веса и состава. Здесь обсуждается метод оценки химического потенциала в многокомпонентных системах. [c.128]

Как видно из соотношений, приведенных выше, численные значения термодинамических функций (химического потенциала, активности и коэффициента активности) любого компонента зависят от выбора начала отсчета, которым является стандартное состояние. Разность же химических потенциалов при переходе системы от одного состояния к другому не зависит от выбора стандартного состояния. Важно лишь, чтобы оно в обоих случаях было одинаковым. [c.55]

Химический потенциал, подобно Т и Р, выравнивается в юде протекания процесса химического превращения веществ и обмена веществами между фазами. Однако в отличие от Р и Г химический потенциал нельзя опытно измерить, его величину только рассчитывают. Для химически неоднородной или гетерогенной системы термодинамические функции можно уже представить в таком виде [c.145]

Для термодинамических потенциалов и, Н и А их парциальные мольные величины не совпадают с химическим потенциалом. Действительно, при вычислении химического потенциала с помощью функций и, Н и А необходимо считать постоянными стандартные переменные, в то время как при вычислении парциальных мольных величин постоянными являются переменные Тн Р. [c.147]

Для того чтобы выяснить влияние концентрации мономера в растворе на условия равновесия, необходимо ввести новую термодинамическую функцию —-химический потенциал системы. [c.77]

Как известно, термодинамический потенциал АП химической реакции при заданных внешних условиях не зависит от пути, по которому протекает реакция, а зависит только лишь от того, какие вещества участвуют в реакции и каковы их начальные и конечные состояния. Знание ДП весьма существенно для многих вопросов химической термодинамики и кинетики, а также и при решении многих теоретических вопросов. Так, например, если реакция протекает при постоянных давлении и температуре, причем совершается только работа объемного расширения, то изменение энтальпии ДЯ=Я2—Нх (1 — индекс начального состояния, 2 — индекс конечного состояния) будет равно теплоте реакции, взятой с обратным знаком, т. е. той величине, которая играет большую роль при характеристике многих процессов, в частности процессов сгорания. Поскольку энтальпия является функцией состояния, то при указанных условиях теплота реакции не зависит от пути процесса. Это утверждение составляет основу закона Гесса если из данных исходных веществ можно получить заданные конечные продукты разными путями, то суммарная теплота процесса не зависит от пути перехода исходных веществ к продуктам реакции. [c.222]

Запишем теперь несколько важных термодинамических соотношений, связывающих химический потенциал с другими величинами. Для этого можно использовать уравнение характеристических функций (1.19) — (1.21). Воспользуемся для примера выражением для изобарного потенциала (1.21). Чтобы получить зависимость химического потенциала компонента от температуры и давления, примем во внимание выражения для производных по этим переменным от функции О — уравнения (1.14) и (1.15). [c.29]

Однако химический потенциал определяется лишь с точностью до некоторой аддитивной постоянной, и поэтому объектом всех исследований тонких слоев является не он сам, а разность Ар, К) = = р,,— ,1оо, в выражении для которой не содержится неопределенных констант. В то же время особым преимуществом функции Д(х И) является то, что из всех термодинамических функций она позволяет проще всего и физически наглядно описать поведение тонких слоев. [c.161]

Феноменологическая термодинамика необратимых процессов применима главным образом к анализу химических реакций или таких изменений в открытых системах, для которых можно использовать понятия макроскопической скорости реакции и химического потенциала. При этом вычисление диссипативных функций основано на уравнениях химической кинетики, которые позволяют производить совместный кинетико-термодинамический анализ динамической эволюции реакционноспособной системы через вычисление скоростей и движущих сил процессов. Однако большинство из сушествующих математических моделей многих каталитических, технологических и особенно биологических систем с использованием дифференциальных уравнений могут отразить лишь отдельные стороны исследуемых процессов, но не описывают сложные реакции в совокупности. Особенно это относится к физико-химическим явлениям, лежащим в основе важнейших биологических процессов роста, развития, адаптации к внешним воздействиям и эволюции живых структур. [c.394]

В заключение отметим, что формирование слоев связанной воды вблизи поверхности силикатных частиц коллоидных размеров тесно связано с формированием коагуляционной сетки в дисперсии. Из работ [132—134] следует, что формирование гиксотропной структуры в дисперсиях монтмориллонита приводит к заметному увеличению так называемого всасывающего давления я — величины, которая измеряется с помощью тен-зиометров и характеризует способность почвы при соприкосновении с чистой водой впитывать ее в себя. По величине я легко определить изменение химического потенциала связанной воды граничного слоя по сравнению с объемной, а по зависимостям я от температуры — парциальные молярные энтальпии и энтропии связанной воды. Перемешивание дисперсий (разрушение тиксотропной структуры) приводило к резкому уменьшению значений я. Получаемые на их основе парциальные термодинамические функции связанной воды практически не отличались от таковых для объемной воды. Тиксотропное структу-рообразование, наоборот, вызывало повышение значений я, а термодинамические характеристики связанной в структурированной дисперсии воды были существенно иными, чем в объемной воде [133]. [c.44]

Сравнивая эти уравнения с выражениями (8.6) — (8.8), получим, что химический потенциал есть частная производная от термодинамических, функций и, Н, А или О по числу молей вещества в смеси при постоянстве соответствующей пары естественных переменных и количества других веществ в смеси, то есть [c.146]

Поскольку Р У, Т)—характеристическая функция, из (УП.27) можно найти любые термодинамические величины, выражая их через 1п 2 и соответствующие производные от 1п2. Этим определяется особая роль суммы по состояниям 2 в статистической термодинамике. Хорошая модель системы в статистической термодинамике отличается от плохой в первую очередь возможностью или невозможностью вычислить сумму по состояниям 2. При этом пе всегда нужно искать полное выражение для 2. Для нахождения энергии и теплоемкости достаточно найти зависимость 1п2 от температуры расчет давления при заданной температуре связан только с определением зависимости 1п2 от объема системы и т. п. Это позволяет при решении отдельных задач использовать даже такие модели системы, для которых не удается полностью определить сумму по состояниям 2, но можно установить ее зависимость от Т или V. Однако вычисление энтропии, энергии Гельмгольца или химического потенциала связано с нахождением абсолютной величины 2. [c.208]

Воспользуемся методом Гиббса и рассмотрим реальную систему и систему сравнения, как это было сделано при определении гиббсовских избыточных адсорбций и других экстенсивных поверхностных термодинамических функций (см. рис. 7.1). Общие молекулярно-статистические выражения для химического потенциала адсорбата в газовой фазе, ц , и в адсорбированном состоянии, ц, имеют следующий вид [c.161]

В основе статистического расчета констант химического равновесия лежат основные термодинамические соотношения. Задача статистической термодинамики — выразить химические потенциалы компонент через соответствующие суммы по состояниям. Поскольку каноническая функция распределения непосредственно определяет энергию Гельмгольца Р, при статистическом вычислении химического потенциала целесообразно использовать уравнение [c.246]

Пусть jV-общее число компонентов вещества, каждый из которых характеризуется определенным термодинамическим потенциалом "-средний термодинамический потенциал. Под термодинамическим потенциалом понимаем его известное определение как характеристическую функцию, меру глубины и возможности протекания физико-химических процессов в системе [10]. [c.23]

Энергия — основная физическая величина. Математический аппарат большинства разделов теоретической физики, включая термодинамику, основан на различных формах закона сохранения энергии. Однако важнейшая особенность макроскопических систем, которые рассматриваются в термодинамике, состоит в том, что энергию макроскопической системы невозможно непосредственно измерить. Различные физические методы позволяют только определять изменения энергии отдельных частиц системы — атомов, молекул, ионов. Однако не существует никаких методов непосредственного измерения энергии системы как целого. Изменение энергии макроскопической системы определяют в виде теплоты или работы. Первоначально они рассматривались независимо. Поэтому для макроскопической системы сам факт существования внутренней энергии макроскопической системы как некоторой физической величины удалось установить только в середине XIX в., причем для этого потребовалось открыть ранее неизвестный закон природы — первое начало термодинамики. Впоследствии возникла необходимость использовать и другие неизмеряемые величины — энтропию, химический потенциал и т. п. Широкое применение в математическом аппарате термодинамики непосредственно не измеряемых величин является особенностью термодинамики как науки и сильно затрудняет ее изучение. Однако каждая неизмеряе-мая величина в термодинамике точно определена в виде функций измеряемых величин и все окончательные выводы термодинамики можно проверить на опыте. При этом для описания свойств системы используют специальные термодинамические переменные (или термодинамические параметры). Это физические величины, с помощью которых описывают явления, связанные с взаимными превращениями теплоты и работы. Все это макроскопические величины, выражающие свойства больших групп молекул. Не все эти величины можно непосредственно измерить. [c.6]

Изменения термодинамических функций адсорбционной системы при предельно низких (нулевых) значениях адсорбции. Стандартное изменение химического потенциала адсорбата [c.152]

Термодинамический вид химического потенциала можно найти на основе свойств йО как полного дифференциала. В соответствии с этим свойством, если 0=ЦТ, р, Пи П2, . ..), то полный дифференциал этой функции с10 равен сумме произведений частных производных О по каждой из переменных при постоянстве всех остальных на полный дифференциал этой переменной, т. е. [c.160]

Основной трудностью термодинамической теории растворов электролитов является нахождение неидеальной части химического потенциала каждого компонента как функции состава, температуры, диэлектрической проницаемости и других возможных переменных. В связи с этим при рассмотрении той или иной теории пользуются не химическим потенциалом, а коэффициентом активности растворенного вещества (точнее его логарифмом). [c.234]

В этом уравнении [11 в отличие от зависит от единиц выражения концентрации. В реальных растворах связь щ=А(х1) более сложная. Когда концентрация компонента снижается до нуля, его химический потенциал, согласно уравнению (4.20), стремится к бесконечности. Поэтому для выражения зависимости химического потенциала от концентрации в реальных растворах вводят термодинамическую функцию — активность, а уравнение принимает вид [c.91]

Лекция 8, Характеристические функции. Изменение термодинами le KHX потаициалов в изотермических условиях, аксимальная работа и возмохность химической реакции. Химический потенциа. . Применение термодинамических потенциалов в качестве критериев направления само произвошшх процессов и равновесии в изотермических условиях. [c.209]

Как неоднократно отмечалось выше, газоадсорбционная хроматография благодаря высокой чувствительности детекторов позволяет непосредственно определять константу Генри К —важную термодинамическую характеристику межмолекулярных взаимодействий адсорбат — адсорбент. Выразим теперь через К рассмотренные изменения термодинамических функций. С этой целью в выражение для изменения при адсорбции химического потенциала Др, = У 7 1п (с/со) [см. уравнение (8.10)] введем из уравнения (7.15) с=Гу1К1 для адсорбции идеального газа (7 =1). При этом получаем [c.152]

Тают образом, в физико-химических процессах в МСС при условии небольших отклонений от равновесия при общем нел инейном изменении концентраций отдельных компонентов от времен или температуры, изменения средних значений функции распределения состава этих компонентов происходит по закону экспоненты или линейно. На рис.3.3 приведен, рассчитанной на компьютере процесс временной эволюции концентрации одного из компонеетов смеси, как функции от времени и значения среднего термодинамического потенциала системы Особенностью процесса является его линейность в значительном временном и энергетическом диапазоне Нелинейные области существуют в самые начальные моменты релаксации системы к равновесию В интервале времен и энергий система квазилинейна. Это оправдывает применение линейных статистических моделей при исследовании таких систем. [c.50]

Таким образом, для нахождения термодинамических функций членов семейств газообразных соединений (типа энтропии 1 °, Ф -потенциала, свободпой энергии и химического потенциала) получается расчетная формула вида [c.227]

Зависимость химического потенциала, а следоватеяьи , коэффициента активности, от температуры определяется температурной зависимостью функций А и О, т. е. такими термодинамическими сЕОйствами, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и теплоемкость. Таким образом, знание термодинамических свойств является необходимым для количественной характеристики неидеальных жидких смесей при различных температурах. [c.29]

Важнейшей. харакгернстпкой систе.мы является. химический потенциал составляющих ее фаз. Химический потенциал — термодинамическая функция,. характеризующая состояние какого-либо компонента и фазе известного состава при определенных внешних условиях. Эта функция обозначается ц. [c.16]

Химический потенциал компонента, как известно, может быть представлен производной от различных термодинамических функций [см. (I. 123а)] [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология