Таким образом, имеем:
Но при равновесии
так что и
Мы приходим, следовательно, к результату, что при равновесии во внешнем поле, кроме постоянства температуры должно соблюдаться условие
(25,1)
т. е. химические потенциалы всех частей тела должны быть равны друг другу. При этом химический потенциал каждой части есть функция ее температуры и давления, а также параметров, определяющих внешнее поле. Если поле отсутствует, то из постоянства (ли Т автоматически следует и постоянство давления.
В поле тяготения потенциальная энергия молекулы и есть функция только координат
ее центра тяжести (и не зависит от расположения атомов внутри молекулы). В этом случае изменение термодинамических величин тела сводится к добавлению к его энергии потенциальной энергии молекул в поле. В частности, химический потенциал (термодинамический потенциал, отнесенный к одной молекуле) примет вид
где
есть химический потенциал в отсутствие поля. Таким образом, условие равновесия в поле тяготения можно написать в виде
(25,2)
В частности, в однородном поле тяжести
— масса молекулы, g — ускорение силы тяжести,
— вертикальная координата). Дифференцируя равенство (25,2) по координате z при постоянной температуре, получим
где
— удельный объем. При небольших изменениях давления v можно считать постоянным. Вводя плотность
и интегрируя, получим
т. е. обычную формулу для гидростатического давления в несжимаемой жидкости.