Kemisk potential för Thermal Fysik | Föreläsning Notes

(10,7) Review

När vi har antalet partiklar på en höjd h

, vi kan bestämma trycket genom att påminna om att trycket av en ideal gas är proportionell mot koncentrationen av partiklar,

p

= n

t

Sålunda trycket av en ideal gas vid höjd h Omdömen är Omdömen

(10,8) Review

Exempel:

Vad är den kemiska potentialen hos en ideal gas i ett magnetfält B

I ett magnetfält kan vi se gasen som utgörs av två typer, eller arter, av partiklar; de med spinn upp och de med spinn ner.

Om spin är upp, är den potentiella energin - mB Omdömen, medan den potentiella energin av spin ned partiklar är mB

. För behållaren ur magnetfältet de kemiska potentialerna

medan de i det magnetiska fältet har

Vi har även att

och sälja

Använda skick diffusiv jämvikt får vi Omdömen

och sälja

så

n Omdömen ( B Omdömen) = n

(0) cosh ( mB Omdömen /t) Review

Exempel:

För ett blybatteri är ännu tydligare sambandet mellan kemiska potentialer och potentiella steg.

I en normal blybatteri, den negativa elektroden består av metalliskt bly, Pb, och den positiva elektroden är ett skikt av blyoxid, Pb0 _{2, vid en Pb-substrat. Elektroderna är nedsänkta i utspädd svavelsyra, H 2SO 4, som delvis joniseras i H ^{+ joner och S0 4 - joner Omdömen}}

.

urladdningsprocessen, både metalliska Pb av den negativa elektroden och Pb0 _{2 i den positiva elektroden omvandlas till bly sulfat, PbS0 4, via de båda reaktionerna}

Negativ elektrod:

Positiv elektrod

Så, den negativa elektroden fungerar som en sänka för S0 _{4 ^{- joner, och de positiva elektrod fungerar som ett handfat för H -joner. Om batteripolerna inte är anslutna, är elektroner utarmas från den positiva elektroden och ackumuleras i den negativa elektroden och därigenom ladda dem båda.}}

Som ett resultat av elektrokemisk potential steg utvecklas vid elektrod-elektrolyt gränssnitt, att stegen att exakt rätt storlek utjämna den kemiska potentialen steg och stoppa diffusionen av joner, som stannar de kemiska reaktionerna från att fortsätta vidare. Om en extern ström tillåts flyta, reaktionerna återupptas Omdömen

Om vi ​​betecknar med DV _{-. Och DV + skillnaderna i elektrostatisk potential}