关于热力学标准态的几个问题

热力学标准态是物理化学中一个重要概念,本文扼要论述了标准态、标准化学势、标准热力学函数之间的关系,对需要了解这一问题的人理出一个思路。     

理想溶液组分的化学势及对渗透压的分析

由统计物理学中熵与热力学概率的波耳兹曼关系 ,用概率统计的方法 ,得出了理想溶液中某组分的化学势与该纯组分的化学势之间的关系 ,说明了实际溶液中某组分的化学势与该纯组分化学势之间的关系 ;并利用得到的实际溶液中某组分的化学势的关系式 ,对植物生理学中渗透现象中的渗透压进行了分析 ,得出了稀溶液的渗透压与溶液浓度和热力学温度成正比的关系 ,即范托夫定律。     

理想溶液组分的化学势及对渗透压的分析

由统计物理学中熵与热力学概率的波耳兹曼关系，用概率统计的方法，得出了理想溶液中某组分的化学势与该纯组分的化学势之间的关系，说明了实际溶液中某组分的化学势与该纯组分化学势之间的关系，并利用得到的实际溶液中某组分的化学势的关系式，对植物生理学中渗透现象中的渗透压进行了分析，得出了稀溶液的渗透压与溶液浓度和热力学温度成正比的关系，即范托夫定律。     

外场协同强化扩散传质过程的唯象分析

根据非平衡热力学熵产生表达式中热力学力和流的定义，并结合不可逆过程中热力学力和流之间的因果关系，推导了热力学力和流之间的唯象表达式，由此分析得到：除化学势梯度及温度梯度(热扩散，Soret效应)能引起物质的扩散外，外场力也对物质扩散流产生贡献，其扩散传质流大小不仅与外场参量梯度大小及化学势梯度大小有关，还与它们的方向配合有关，即与外场同化学势场的配合有关，当外场梯度与化学势场梯度方向一致时，扩散传质流最大．     

热力学统计物理课程中的化学势

对大学本科《热力学统计物理》课程中的"化学势"这一概念进行了探讨,然后推导了化学势在热力学和统计物理两部分中的多种表达式,分析得到其物理含义是系统粒子数目改变时系统能量的改变量.最后讨论了化学势在统计物理和热力学中的理论应用以及在相变和化学反应中的实际应用,通过这些实例加深了学生对化学势的理解.     

阶梯算符方法在稀薄费米气体热力学性质研究中的应用

从量子力学算符代数关系出发,引入阶梯算符将系统能量算符表达式简化,导出非对易相空间二维谐振势场中稀薄费米气体的能级公式.给出稀薄费米气体的化学势、内能和热容量依赖于非对易效应参数λ的函数关系.探讨非对易相空间效应对稀薄费米气体热力学性质的影响.     

化学势的特征及外场作用下的普遍化表达形式

化学势是热力学强度量,在讨论组分可变的多组元热力学系统中有着重要的应用,介绍了化学势的引入过程和基本定义以及在不同状态下的表达式,论证了化学势是判断化学平衡的依据;证明了化学势是扩散、相变和化学反应的推动力。在能量公设的基础上,证明了在外场作用下化学势不仅与温度、压强及各组分的摩尔质量有关,还与外场的特征参数有关,导出了外场作用下化学势的普遍化表达式。利用这个普遍化表达式解释了地球表面大气的平衡分布。导出的外场作用下化学势的普遍化表达式为利用外场的协同作用强化传质过程提供了理论指导。     

“热寂说”在化学热力学中的流毒必须批判

把热力学定律用于解决化工生产及其有关问题,产生了化学热力学。热力学在这方面取得的某些结果,对化工生产有一定的指导意义。然而,由于资产阶级学者片面地认识自然现象,把“自然变化总是单向地趋向静止”的表面现象绝对化,否定客观过程中存在着互相对立的矛盾方面,使化学热力学成了他们宣扬形而上学世界观的场所。1875年,吉布斯(1839——1903)引进“化学势”的函数,把它“当作化学反应的推动力”,认为化学反应只能从化学势高的一方向低的一方进行,一旦化学势相等,“推动力”就消耗殆尽,反应达到平衡,进入一种所谓“最后的静止状态”。概言之,一切化学反应总是单向地趋向平衡状态——最后的静止状态,这就是贯穿在整部化学热力学中的基本观点。显然,其中包含着“热寂说”的流毒,是一种形而上学的“平衡论”,必须给予揭露和批判。     

化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响

对计算化学势的Widom测试粒子方法进行了改进.采用改进后的Widom测试粒子方法和周期边界流体系统的压力算法,研究开放系统的化学势随压强的变化,给出了具体的函数关系,并证明了其正确性.在此基础上,通过巨正则蒙特卡罗模拟,仔细地分析了化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响.计算结果表明,化学势的偏差对模拟计算单壁碳纳米管储氢有着非常显著的影响.     

一维均匀费米体系的有限温度性质

运用牛顿法数值求解了有限温度下一维费米体系Gaudin-Yang模型的热力学Bethe-ansatz方程,得到了相关热力学量的数值结果;给出了在排斥和吸引相互作用下粒子数密度随化学势和温度的变化,以及在排斥相互作用下压缩率、比热和Luttinger参数关于温度和化学势的图像.由此分析得到了均匀体系在量子临界区的性质.     

相对论q形变理想费米气体的低温热力学统计性质

在q形变费米-狄拉克分布函数的基础上,研究了相对论q形变理想费米气体的低温热力学统计性质,得到了一些重要热力学量例如费米能,基态能,化学势,总能和热容量的解析表达式,揭示了q形变参数和相对论对系统性质的影响.结果表明:q形变导致了一些与正常的系统不同的新奇特性,另外,相对论费米系统的性质与非相对论系统的性质明显不同.     

低温费米气体的数值计算

通过对Fermi-Dirac分布函数的线性近似处理,提出了低温费米气体的简单模型,并利用Mathematica5.0软件进行了编程计算,给出了化学势和内能等热力学量的近似表达式,与级数展开法进行比较,结果表明线性近似处理方法能够较为准确的定量描述费米气体的低温行为.     

相对论q形变理想费米气体的低温热力学统计性质

在q形变费米-狄拉克分布函数的基础上，研究了相对论q形变理想费米气体的低温热力学统计性质，得到了一些重要热力学量例如费米能，基态能，化学势，总能和热容量的解析表达式，揭示了q形变参数和相对论对系统性质的影响。结果表明：q形变导致了一些与正常的系统不同的新奇特性，另外，相对论费米系统的性质与非相对论系统的性质明显不同。     

关于化学势μ的两点注记

通过分析化学势μ的物理意义,指出仅对单元系化学势μ是1mol吉布斯函数;同时得出仅当系统粒子数变化且系统粒子数变化不受到约束时化学势为零．     

干燥操作必要条件的热力学分析

以化学势判据为依据,用热力学方法推导了干燥操作的必要条件。认为“物料表面水的蒸气压大于介质中水气分压是干燥操作必要条件”论点仅适用于物料温度与介质温度相同时,以熵判据为依据,用状态函数法推导出的结论更具有普遍意义。     

关于热力学平衡常数

利用化学势的概念 ,导出气相、液相和复相化学反应体系的热力学平衡常数表示式     

相对论q-玻色气体的热力学性质

基于Thomas—Fermi半经曲近似即局域密度近似和平衡态化学势为常数原理，计算了相对论q-玻色气体的热力学量，得到了玻色爱因斯坦凝聚的判据以及热容量跃变的判据，这不同于以往文献的理论结果．     

物理化学中“统计热力学”的教学探讨

从教学研究角度出发，以最可几分布和平衡分布，总微观状态数和最大微观状态数，热力学函数和分子配分函数三组概念为主线，推导出热力学宏观性质与系统微观性质的函数关系．     

化学势相关问题的剖析和讨论

文章根据全微分和欧拉定理，分析了关于化学势在不同状态参量情况下的各种推导，讨论了化学势的定义式；结合吉布斯函数判据和广义功的方法，分析了相变过程，讨论了吉布斯函数的物理意义。     

关于热力学平衡常数

利用化学势的概念，导出气相，液相和复相化学反应体系的热力学平衡常数表示式。