Основы химической физики. Простов В.Н. - 30 стр.

                                     2.5 Химический потенциал.

     Если в систему будет добавляться или из неё будет отводиться
какое-либо вещество, а также в случае постоянства числа частиц но
изменения их химической природы, то очевидно, что даже при
постоянных параметрах Р, V, Т термодинамические потенциалы
системы будут изменяться. Системы, в которых не только
осуществляется обмен энергией с окружением, но и может
меняться число частиц, называются открытыми. Равновесие таких
систем наиболее компактно описывается с использованием химического
потенциала. Это понятие в 1875 году ввёл Гиббс.

    Гиббс Джозайя Вилард (1839 – 1908 г).Американский физик –
теоретик. Образование получил в Иельском университете. С 1871г.
профессор математической физики того же университета, где
работал до конца жизни.

     Добавим в систему малое количество вещества «i». Система
содержит разные вещества и настолько велика, что эта добавка не
изменяет ни объём, ни температуру, ни концентрации. Тогда прирост
                                                                                   ⎛       ⎞
                                                                                   ⎜ дU    ⎟
внутренней                 энергии    системы    будет               равен         ⎜       ⎟                ⋅dni ,     где
                                                                                   ⎜ дn    ⎟
                                                                                   ⎝   i   ⎠ S ,V , n
                                                                                                        j
⎛ дU    ⎞
⎜       ⎟                – изменение внутренней энергии при введении одного моля
⎜       ⎟
⎜ дn    ⎟
⎝   i   ⎠ S ,V , n
                     j
вещества «i» при постоянстве всех остальных компонент «j», а dni –
количество молей добавленного вещества. Таким образом, для систем,
масса которых может меняться, общее выражение для изменения
внутренней энергии при совершении только работы расширения имеет
вид

                                                ⎛ дU    ⎞
                         dU = TdS – PdV +       ⎜       ⎟
                                             ∑ ⎜        ⎟                ⋅ dni ,                                     (2.21)
                                             i ⎜⎝ дni   ⎟
                                                        ⎠ S ,V , n
                                                                     j


         где суммирование проводится по всем видам добавляемых
                                                             ⎛ дU ⎞
                                                             ⎜      ⎟
веществ. Из (2.21) видно также, что ∑ ⎜                             ⎟                  ⋅ dni     представляет
                                                          i ⎜⎝ дni ⎟⎠
                                                                      S ,V , n     j
собой изменение внутренней энергии за счёт изменения количества
вещества при S и V = const. Используя выражение (2.21), можно
получить аналогичные формулы для изменений Н, F и G:

                                                 30