Главная > Разное > Курс термодинамики (Микрюков В.Е.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

5. Химический потенциал

Рассмотрим необратимый процесс в системе, в которой происходит химическая реакция, и найдем для этого случая общее условие равновесия.

Как мы видели в примере 4 (стр. 93), характеристические функции имеют следующие независимые параметры:

где массы всех входящих в систему веществ.

Отсюда следует, что изменение внутренней энергии, энтальпии, свободной энергии и термодинамического потенциала в системе

будет зависеть не только от поглощенной теплоты и работы, но и прироста массы компонентов, т. е.

Здесь коэффициенты пропорциональности, приводящие члены к размерности энергии и называемые химическими потенциалами.

Если взять полные дифференциалы от внутренней энергии системы энтальпии свободной энергии и термодинамического потенциала то получим:

Сравнивая коэффициенты при независимых переменных в уравнениях получим:

Из этих же уравнений следует, что

где химический потенциал компонента — является мерой изменения характеристических функций с изменением количества компонента в системе, а

Принимая во внимание определение химического потенциала, мы можем уравнения (36), (36,1), (36,2) и (36,3) представить в другом виде:

В условиях равновесия и тогда мы получаем:

что и определяет химические равновесия в самых различных случаях.

Выражению (36,9) для лучшего его практического использования можно придать несколько иной вид. Изменение числа молей, вступающих в химическую реакцию, можно заменить следующими выражениями:

где количество грамм-эквивалентов вещества, вступающего в реакцию; стехиометрические коэффициенты веществ, вступающих в реакцию.

Будем считать в дальнейшем стехиометрические коэффициенты веществ, вступающих в реакцию, отрицательными, а получающихся при реакции, положительными, т. е.

Допустим, что имеется реакция следующего вида:

тогда стехиометрические коэффициенты веществ в реакции получения воды будут равны:

Если принять во внимание замену (36,10), то уравнение (36,9) запишется:

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление