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疑问:Gibbs自由能与化学势的关系(已解决)

已有 23427 次阅读 2010-12-11 05:16 |系统分类:科研笔记

在学习物理化学的时候,化学势的定义是

也可以说是某物质或者是某一相 i 增加 1 摩尔的时候,体系的Gibbs自由能的增量。

但一个问题是,增加第一个摩尔的物质 i,体系Gibbs自由能的增量与增加第二摩尔的物质 i 时Gibbs自由能的增量有可能不同。如果是定义为偏摩尔Gibbs自由能(恒温恒压下)是没有问题。但如果把体系整体的Gibbs自由能写成如下形式,

我就有一些疑问产生。物理上来说,如果是费米子,堆积越多能量越高,那么这个化学势究竟应该是等于费米能级呢,还是等于全部物质 i 的平均Gibbs自由能乘以阿伏加德罗常数?

在电化学中,我只好认为第二个公式之所以正确,是因为参加反应的那部分物质是能量较高的。或者牵强地认为电池里物质在空间上分散各处,所以不考虑Pauli原理。这些理解都不能让人满意。书上认为第二个公式是正确的,所以到底什么地方理解错了?希望高人指点。

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PS, peterpan 朋友已经解答了我的疑问。Thanks!



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1 吕喆

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