化学势的普遍化表达式及其应用

摘要

化学势是判断热力学系统相平衡的依据，是物质相变、扩散和化学反应的推动力。本文以能量公理为基础，从热力学基本原理出发推广了化学势的定义，导出了外场作用下化学势的普遍化表达式。外场作用下的化学势不仅是温度、压强和组分摩尔分数的函数，还与外场的特征参数有关。利用该普遍化表达式导出了重力场、离心力场和电磁场作用下的化学势，尤其是电场作用下电介质的化学势。利用该化学势研究了电场作用下纯物质的气液相变过程，结果表明，电场作用可以使极性物质的蒸汽压略有上升，对非极性物质没有影响，该结论与实验相符。本工作为外场强化萃取和蒸馏等传质过程提供了一种新的研究方法。