Термодинамическое описание закрытых систем с переменным составом

Переменный состав в данном случае не означает открытую систему, то есть система остается закрытой и не обменивается веществом с окружающей средой. Однако, в самой системе могут протекать процессы, приводящие к изменению как числа веществ, так и их количества. Подобные процессы называются химическими реакциями.

Для описания таких систем требуются введение дополнительных естественных переменных.

В закрытых системах с постоянным составом энергия Гиббса является функцией давления и температуры:. В закрытых системах с переменным составом функция энергии Гиббса усложняется! Кроме вышеперечисленных параметров, в ее входит еще и количество веществ, участвующих в данной химической реакции:

То есть, полный дифференциал энергии Гиббса будет включать в себя частные производные по количеству молей каждого вещества входящего в систему. Индекс

говорит о том, что количество всех веществ, кроме i-го, постоянны.

Величину называют химическим потенциалом, или парциальной мольной энергией Гиббса. Для индивидуальных веществ химический потенциал и энергия Гиббса совпадают.

Исходя из обозначения, полный дифференциал энергии Гиббса в закрытой системе с переменным составом должен быть записан в виде:

По физическому смыслу химический потенциал – это приращение химической энергии при увеличении числа моль i-го вещества на единицу, если естественные переменные сохраняются постоянными, а число моль других компонентов системы не растет. Исходя из этого определения, химический потенциал можно связать с любым термодинамическим, правильно указав естественные переменные:

Дата добавления: 2013-12-12