Potentiel chimique de physique thermique | Leçon Notes

Quelle est la condition d'équilibre par diffusion d'une colonne de gaz idéal à température t?

Laissez n

(0) le nombre de particules dans la chambre inférieure, et < em> n

( h

) le nombre de particules dans la chambre supérieure. Nous voulons m

(0) = m ( h

), où nous devons avoir m = m _{ext + m int.}

Puis à partir de (10,4), nous avons ce que

(10,7)

Une fois que nous avons le nombre de particules à une hauteur h

, nous pouvons déterminer la pression en rappelant que la pression d'un gaz parfait est proportionnelle à la concentration de particules,

p

= n

t

Ainsi, la pression d'un gaz parfait à hauteur h

est

(10,8)

Exemple:

Quel est le potentiel chimique d'un gaz parfait dans un champ magnétique B

Dans un champ magnétique, nous pouvons voir le gaz comme étant composé de deux types, ou des espèces, de particules?; ceux avec un spin, et ceux avec un spin bas.

Si le spin est en place, l'énergie potentielle est - mB

, tandis que l'énergie potentielle du spin bas particules est mB

. Pour le conteneur hors du champ magnétique, les potentiels chimiques sont

, tandis que ceux dans le champ magnétique ont

nous avons aussi que

et

Utilisation de la condition d'équilibre de diffusion, nous obtenons

et

afin

n

( B

) = n

(0) cosh ( mB

/t)

Exemple:

Pour une batterie plomb-acide, la relation entre les potentiels chimiques et étapes potentiels est encore plus apparente.

Dans une batterie normale d'acide de plomb, l'électrode négative est constitué de plomb métallique, Pb, et l'électrode positive est une couche d'oxyde de plomb, Pb0 _{2, sur un substrat Pb. Les électrodes sont immergées dans de l'acide sulfurique dilué, H 2SO 4, qui est partiellement ionisé dans H ^{+ ions et S0 4 - ions}}

Dans.

le processus de décharge, à la fois le Pb métallique de l'électrode négative et l'Pb0 _{2 de l'électrode positive sont convertis en sulfate de plomb, PbS0 4, via}

L'électrode négative de deux réactions:

L'électrode positive:

Ainsi, les actes d'électrodes négatives comme un puits pour le S0 _{4 ^{- ions, et les actes d'électrodes positives comme un puits pour la H + ions. Si les bornes de l}}