1、 本科毕业论文外文翻译 化学势 院（系、部） 名 称 ： 理化学院 专 业 名 称： 物理学 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 1112080119 指 导 教 师： 2012 年 3 月 15 日 河北科技师范学院教务处制 目前 为止，我们 的 讨论 只 局限于 封闭的物理系统， 即不能与周围环 境进行物质交换的系统 。 现在我们把注意力转到这章的开放系统，这个系统中的物质不是封闭的。 假设在系统中 引入 dn 摩尔质量 的物质，加入的物质每千 摩尔所含的 内能很有可能在一个化学反应中被释放到该系统的其余部分。增加的能量正比于 dn 且可以写成 dn .数量 被称为化学势。 一个带电极 性
2、分子 受到 库仑引力，当它被 吸引 到 另一个 分子 的附近区域时 ，这种力量表现为负的势能， 即 “势阱 ”。 当 新的粒子 靠近 它的邻居，它失去 势能的同时获得动能 。通过碰撞 动 能传递给 其他粒子，使系统 在此过程中获得内 能。 假设一个远离其它粒子无限远处的一个静止粒子 ，它的动能和势能全为零 。把该分子移动到第二个分子立场中，理论上，这可以被慢慢做以致动能可以被忽略不计 ， 这个分子增加的动能大小等于势阱的深度，定量， )(rV 中， 是总的能量， 为动能， )(rV 为势能； r 为分子之间的距 离。 当 r ， 0 且 0V 时 0E orr ， 0orVK，所以 0)( o
3、rVK 图 9.1 分子间作用力产生势阱的示意图 能量是守恒的 ， 势 能转化为动能 ，动能被添加到系统的内能 中。 探求 的大小是多少是合理的。 在一个标准的实验室中实验，硫酸加入水中，导致了温度的上升。假设在室温下有 510 千摩尔硫酸被加入到一升水 千摩尔21056.5 中，我们确定出硫酸在水中的化学势。 相比于硫酸分子与水分子间的相互作用，我们可以假设硫酸分子间的相互作用是可以忽略的（所有的酸分子和水分子式呈现电极化的） 水的比热容量是 1141052.7 Jk ilom ole。 因此水所获得的热量 随增加的酸为 .418)1.0)(1052.7)(1056.5( 42 JTmcQ
4、p rvrorK 由于水的质量是酸的质量的 310 倍，我们可忽略后者的比热容。化学势为 JnQ 75 1018.41041 8 每千摩尔 因为 热量从酸转移到水 转移，符号为负。 我们好奇每部分的化学势，即 势阱深度 的本质 。 由于一千摩尔拥有 261002.6 分子，这个值为 261094.6 焦或 43.0 电子伏特（ 一电子伏特等于 19106.1 焦尔）大部分化学势为这个量级。 为了解释加入 到系统中的量的影响 我们需要添加 一项到 热力学基本方程 中 dnP dVTdSdU （ 9.1） 在这里 dn 是 加入的物质（每千摩尔中）的增量， 为化学势每千摩尔焦耳。 如果在一个开放系
5、统中 ),( nVSUU 且 dnnUdVVUdSSUdU VSnSnV , （ 9.2） 得到 VSnU, （ 9.3） 也就是说，化学势被定义为 恒定熵和体积下的每千摩尔的内能增量。 如果有多个种类的粒子被加入到系统中，则（ 9.1）式可写成 jmj jdnP d VT d SdU 1 （ 9.4） knVSjj nU, （ 9.5） kn 表示除了保持不变的jn外的所有 n 的集合， 另一种呈现 U 与j间的关系的为（ 9.4）式。 这可以通过欧拉定理 来求得齐次函数 。 欧拉定理表明 ，如果 ),(),( zyxfzyxf （ 9.6） 则 zfzyfyxfxf （ 9.7） 这个定理很容易地被差分方程所证明，设置（ 9.6）式的 为 1，现在 ).,( 1 mnnVSUU 假设所有种类物质的量，即所谓的成分 在系统中增加了一倍或减半，推广来说 ，改变因子 而不改变任何的基本状态的变量。 然后广延量 U 将随着 产生改变，并且所有独立的广延量都将 随 因 子 的变化而变化 。因此 U 是适用于欧拉定理的齐次函数： （ 9.8） kkk nVSjmj jnSnV nUnVUVSUSU,1,
