化学势

摘要： 在热力学中,关于多元系的化学势的变量集,有互不一致的两种结论.一种结论认为,某种物质的化学势,仅仅依赖于其它物质的存在,另外一种认为,不仅依赖于其它物质,也依赖于自己.本文通过详细的分析论证了,一般而言,化学势依赖于系统内的所有物质.

摘要： 通过蠕变曲线测试和显微组织形貌观察,结合元素扩散迁移率热力学计算,研究了完全热处理后DZ125定向凝固镍基高温合金在980°C蠕变过程中γ′相的演化规律。结果表明:合金完全热处理后并没有消除组织不均匀性,粗大的γ′相位于枝晶间区域,细小γ′相位于枝晶干区域。在980°C/200 MPa蠕变期间,合金枝晶干区域的γ′相经22 h转变成筏状结构,γ′相筏化时间随外加应力的减小而延长。在该条件下随蠕变时间延长,合金中γ′相厚度的尺寸逐渐增大,扭曲程度逐渐增加。蠕变过程中元素Mo、W具有较低的扩散迁移率,Cr、Ti扩散迁移率居中,而元素Co、Al、Ta具有较高的扩散迁移率。

摘要： 特征函数是物理化学教材中特别重要的一类函数,它是物理化学课程的一条逻辑线。物理化学教材中的热力学基本方程、Maxwell关系式、过程自发性判据、化学势和表面吉布斯自由能等都与特征函数及其特征变量有关系。笔者结合多年教学经验,总结出特征函数在学习物理化学课程中发挥的重要作用以便帮助化学相关专业学生更好地学习和领略物理化学课程的魅力。

摘要： 采用分子模拟方法在深层页岩气储层条件下探究伊利石纳米孔隙中甲烷的吸附行为。首先,基于巨正则蒙特卡洛和分子动力学耦合方法,构建一套甲烷化学势图版,并建立甲烷化学势预测模型;其次,基于伊利石纳米孔隙模型,结合甲烷化学势,开展甲烷在高温高压条件下的吸附模拟,分析甲烷在不同温度和孔径下的吸附曲线特征;最后,研究伊利石纳米孔隙中甲烷微观吸附特征,并分析压力、温度和孔径对甲烷吸附的影响规律。研究结果表明:在深层页岩气储层条件下,纳米孔隙内总气体量未达饱和,相比中深层储层,深层页岩储层中过剩吸附气含量更低,游离气含量更高,过剩吸附气含量受温度影响不明显;在小孔径范围及高压条件下,孔径对甲烷过剩吸附的影响更为明显;甲烷在孔径为1 nm的孔隙中仅存在1个吸附层,在孔径为2 nm孔隙的每个壁面均存在双层吸附,在孔径为4 nm及更大孔径的孔隙中,甲烷在每个壁面单层吸附,吸附相和游离相之间存在过渡区;过渡区的形成主要包括3个原因,即孔壁对过渡区甲烷分子的吸引力、吸附层分子与过渡区甲烷分子之间的排斥力以及吸附层分子的不规则排列。

摘要： 在重力场中,当达到渗透平衡时,纯水液面高度上方溶液相的静压强即为平衡时所对应浓度溶液的渗透压。系统在重力场中达到渗透平衡时除渗透压之外,还存在等位压。等位压为纯水液面以下等深度处溶液相和纯水相的压强差。等位压与溶液密度和深度有关。重力场中,同一高度处某种组分的化学势相等。这一规律,决定了在渗透系统建立平衡时,溶液的密度必须满足溶剂化学势需要的数值。即溶液的密度有对溶液中溶剂化学势的“依势性”。该结论可拓展到重力场中的任一热力学平衡溶液,从而使得结论有普遍意义。

摘要： 化学势是热力学与统计物理中重要的物理量,能够表征系统中粒子转移的趋势.本文以钨材料表面氢平衡浓度这一实际问题为例,在氢平衡浓度计算过程中逐步引入化学势的概念,通过分析环境氢分子系统和钨表面系统中氢化学势的变化,给出不同温度、压强下钨表面的氢平衡浓度.在热力学与统计物理教学中,通过平衡浓度的计算促进学生对于化学势等概念的学习和深入理解.

摘要： 介绍p(Vm-b)=RT实际气体的热力学能、热容的特点,探讨了在等温过程、绝热可逆过程、焦耳实验和节流膨胀过程中一些热力学量的特点,通过该气体的化学势等温式推导了逸度系数及五个热力学函数的表达式.

摘要： 为了改善表面等离子共振(SPR)传感器的性能,利用传输矩阵法就化学势对一种石墨烯基SPR传感器特性的影响进行了研究.研究结果表明:器件结构参数一定时,化学势发生变化,传感器的探测灵敏度也随之发生变化.传感器的结构参数对器件性能的影响与化学势的取值是相关联的.基于这种关联性,对这种SPR传感器的结构参数进行了重新选择,使器件的探测灵敏度提高了约20.4％.研究结果为类似石墨烯基SPR传感器的优化设计提供了参考.

摘要： 为了判定GH4169合金中具有相同成分但不同结构的γ″相和δ相的相变类型,利用第一性原理模拟和状态方程方法计算了γ″相和δ相的能量体积关系曲线及相关热力学性质,并对其结果进行比较分析.结果表明,在γ″相至δ相的相变过程中化学势保持不变,具有化学势一阶偏导形式的热力学性质不变,但具有二阶偏导形式的热力学性质发生跃变.因此,γ″相至δ相的转变为二级相变,且该相变符合二级相变的空间群关系,遵从理论相变路径.

摘要： 采用第一性原理计算和热力学方法,研究了 Zr-Sn-Nb合金氧化膜中典型氧化物m-ZrO2、t-ZrO2、t-SnO、t-SnO2、t-NbO2和m-Nb2O5的热稳定性,探讨了 O化学势以及腐蚀介质的温度和压力对氧化物稳定性的影响.结果表明:氧化物稳定性由强到弱的顺序为Zr氧化物、Nb氧化物和Sn氧化物,氧化膜中典型析出相β-Nb的氧化速率小于Zr基体,与试验结果相吻合;贫氧区NbO2和SnO比较稳定,而富氧区Nb2O5和SnO2比较稳定,这与试验中NbO2常出现于氧化性较弱的去离子水环境中,而Nb2O5常出现于氧化性较强的碱性水中的结论相一致.

摘要： 化学势是系统处于定态下物质组分的状态函数,也是物理化学教学的重点和难点内容之一.本文从四个方面对非电解质溶液中溶质化学势进行了论述和探讨,明确给出了浓度用不同的形式表示时,溶质标准态化学势之间的定量关系.重点对非理想溶液溶质活度系数之间的定量关系进行了详细推导,结果表明活度系数与浓度表示方式无关.

摘要： 在巨正则模型下,利用两相似反应系统的同质异位素产额比之差(Isobaric yield ratio difference,IBD),研究中等质量余核化学势与反应系统的关联.结果表明,两相似反应系统的△μ/T之差△μ21/T对两反应系统双中质比(N/Z)21很敏感,说明△μ/T对反应系统具有依赖性.同时发现,当(N/Z)21=1.17时,两反应系统不同余核的△μ21/T趋于一个常数,说明在这两个系统中,利用IBD和同位旋标度方法获得的对称能信息更合理,且符合得更好.

摘要： 建立均相多组分系统组分的化学势表达式,并理解标准态化学势的定义,对应用化学势处理理论与实际问题是非常必要的,是学习物理化学的难点.本文以理想液态混合物和稀溶液系统为研究对象,详细推导了相应组分的化学势表达式,并对涉及的近似处理或假设进行了阐释.

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。

摘要： 溴化锂浓溶液对水蒸气的吸收与凝结的热力学过程，一般都用浓度梯度这个驱动势（Fick 定律）来分析，但这并不完善。而化学势是引起质传递的真正驱动势，本文基于化学势这一理论对水蒸气的被吸收过程进行了热力学分析，得出蒸发器的水蒸气虽温度低于喷淋溶液的温度，但它的化学势高于溶液中水的化学势，所以被溶液吸收，且溶液温度（浓度）越高化学势差值越大，水蒸气越易被吸收，针对这一特点，本文提出了对吸收器设计的改进意见。

摘要： 本文讨论了由天津大学物理化学教研室编的、高等教育出版社出版的物理化学(上,第四版)中真实气体混和物中任一组分化学势的推导过程这一易被学生混淆的推导,在分析和运用热力学基本定律的基础上提出了自己的推导过程.

摘要： 泥页岩膜效率是评价井壁稳定性的重要参数之一,利用化学势原理研制开发了泥页岩膜效率测试仪,可以根据不同地层特征选择相应渗透率的岩心进行实验.研究结果表明,该仪器测试方法简单,精确度高,能有效评价不同钻井液体系的成膜效率,为井壁稳定机理研究及钻井液成膜效率评价提供了必要的实验研究手段.

摘要： 空气中潜藏着能量,由于空气含湿量差而产生的空气湿度势能被利用,这种潜藏的势能取之不尽,清洁且无污染.本文首先提出空气湿度势的定义与表达式,然后给出其单膜模型,其次对空气湿度势进行(火用)分析计算,同时考察化学势在湿度势分析中的应用,最后将空气湿度势运用于直接蒸发冷却器和除湿器的热质传递分析中.

摘要： 本文基于热力学第二定律、化学势及相平衡原理,分析了大气中水蒸汽凝结过程,结果发现大气物理学关于水蒸汽凝结通过热传导将潜热释放给周围大气的观点违反了热力学第二定律,分析认为大气中水蒸汽凝结只能以辐射形式释放潜热.由于辐射的随机性,向地面则是重要的大气温室效应。

摘要： 计算了部分常见无机化合物的电负性均衡值,并将它们与化合物本身的性质联系,发现电负性均衡值的大小与它们的标准生成自由能有一致性.由此可以用电负性均衡值比较无机化合物的某些性质.

摘要： 本发明涉及一种系统，该系统包括：以所需温度和能量场提供热量(例如，太阳能聚光器)的热源；经配置并可经操作以发射电子的电子源；生成适于提供足以离解气体分子的能量的电场的电场发生器；以及反应气体室，其经配置并可经操作以引起所述电子与所述分子之间的相互作用，使得所述电子通过离解性电子附着(DEA)在所述室内将所述分子离解成产物化合物和离子。

摘要： 本发明公开了非平衡条件下化学势调控生长单体的SiC台阶流快速生长方法。采用富C工艺(Si/H2＝0.97‰，C/Si＝1.55)进行外延层高速生长，生长气氛中保持较高的C源相对化学势μC可以实现外延生长时优先吸附的生长单体为SiC分子，将生长台阶高度稳定在1/2c或1c，在实现高速外延生长的同时，得到较好的表面粗糙度和较低的离化掺杂浓度。

摘要： 本发明涉及一种泥岩化学势扩散系数测试装置及方法。测试装置包括压力控制系统、温度控制系统、高压釜及辅助数据采集与控制系统，其中压力控制系统分为围压加载系统、顶端压力加载系统及底端压力加载系统，所述的围压加载系统有围压泵，高压釜放置在恒温箱中，岩样夹持器安装在高压釜中。本发明的有益效果是：通过模拟井下温度和压力条件，测量泥岩化学势扩散系数，研究化学势在泥岩中的扩散规律，填补了在通过实验手段测试泥页岩中化学势扩散系数方面的空白，为理论模型推导出的泥页岩中化学势的扩散系数提供了实验依据及实验验证。

摘要： 本发明公开了非平衡条件下化学势调控生长单体的SiC台阶流低速生长方法。采用富Si生长工艺(Si/H2＝0.26‰，C/Si＝0.8)，实现低速生长，生长气氛中保持较高的Si源相对化学势μSi可以使得外延生长台阶高度为1/4c，实现衬底晶格的完整复制，有利于衬底缺陷愈合的同时，还可以得到较高的N型离化掺杂浓度。

摘要： 本发明公开了一种具有时间和空间分辨的电化学势测量装置及方法，属于电化学势测量技术领域，能够对导体或半导体材料表面的电化学势进行测量，具有时间分辨和空间分辨的能力。所述装置包括电化学池、探测单元、控制单元、压差放大单元和参考电极；电化学池中容置有电解质溶液；探测单元用于探测待测样品表面的形貌信息；压差放大单元包括第一输入端和第二输入端和输出端；第一输入端与探测单元的输出端连接，第二输入端与参考电极连接，压差放大单元的输出端与控制单元连接；控制单元与参考电极、待测样品均连接，用于向参考电极和待测样品提供脉冲信号，并接收压差放大单元输出的待测样品的电势信息。本发明用于电化学势测量。

摘要： 本发明公开了非平衡条件下化学势调控生长单体的SiC台阶流快速生长方法。采用富C工艺(Si/H2＝0.97‰，C/Si＝1.55)进行外延层高速生长，生长气氛中保持较高的C源相对化学势μC可以实现外延生长时优先吸附的生长单体为SiC分子，将生长台阶高度稳定在1/2c或1c，在实现高速外延生长的同时，得到较好的表面粗糙度和较低的离化掺杂浓度。

摘要： 披露了用于预测性确定超额化学势的方法，该方法包括以下步骤：a.对溶液中存在的化学物种执行类型分析，以便确定至少一种真实物种，b.将物理量向量与步骤a中确定的每种真实物种相关联，c.对所述物理量向量中的至少一个执行操作，以便确定表观物种的超额化学势。

摘要： 本发明公开了基于化学势的晶格Boltzmann模型模拟液滴润湿现象的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）流场初始化；2）化学势多相流建立；3）液滴在流场演化；4）化学势计算非理想力；5）计算宏观量；6）稳定性判断。这种方法实现过程简单，能提高计算效率，为研究液滴撞击物体表面润湿现象提供可靠高效的理论指导。

摘要： 本发明涉及一种泥岩化学势扩散系数测试装置及方法。测试装置包括压力控制系统、温度控制系统、高压釜及辅助数据采集与控制系统，其中压力控制系统分为围压加载系统、顶端压力加载系统及底端压力加载系统，所述的围压加载系统有围压泵，高压釜放置在恒温箱中，岩样夹持器安装在高压釜中。本发明的有益效果是：1、通过模拟井下温度和压力条件，测量泥岩化学势扩散系数，研究化学势在泥岩中的扩散规律，填补了在通过实验手段测试泥页岩中化学势扩散系数方面的空白，为理论模型推导出的泥页岩中化学势的扩散系数提供了实验依据及实验验证。

摘要： 在氮化学势相对高的环境中制备氮化物半导体膜、例如用于固态发光器件和电子器件的氮化物半导体膜，从而使生长中的膜的氮空位减少。一种反应器设计及其使用方法，通过使用一种催化金属表面对前体进行预裂解、使前体预热解、使用经催化裂解的分子氮作氮前体、和/或使表面暴露于富含氮活性的环境中，可提供高的氮前体分压。由此可提供效率改进的发光器件，特别是在蓝光和绿光波长下的效率改进，并可改进氮化物电子器件中的传输性能，即改进基于氮化物基器件例如InGaAlN激光二极管、晶体管和发光二极管等的性能。