物理化学的扩展内容及其重要 应用 物理化学的核心内容是化学热力学和化学动力 学,主要研究平衡规律和速率规律。实际上物 理化学研究的内容要广泛得多,如溶液、相平 衡、电化学、界面现象和胶体化学等。我们可 以把这些内容看作是物理化学的扩展内容。而 在这些扩展内容里,往往既有热力学问题,又 有动力学问题。并且这些扩展内容都具有重要 的实际应用,都已经发展成为单独的学科
物理化学的扩展内容及其重要 应用 物理化学的核心内容是化学热力学和化学动力 学，主要研究平衡规律和速率规律。实际上物 理化学研究的内容要广泛得多，如溶液、相平 衡、电化学、界面现象和胶体化学等。我们可 以把这些内容看作是物理化学的扩展内容。而 在这些扩展内容里，往往既有热力学问题，又 有动力学问题。并且这些扩展内容都具有重要 的实际应用，都已经发展成为单独的学科
2.1化学势和电化学势 由封闭体系的热力学第二定律,得到了过程方向和 限度的判据。其中最重要的就是等温等压条件下的 Gibbs自由能判据。要用这一判据去处理溶液问题 相平衡问题、电化学问题、界面现象等,往往面对 的是组成可变的体系,以及作非体积功的情况。例 如相平衡,整体我们可以看作是一个封闭体系,但 就某一相而言,则是一个敞开体系;例如电化学和 界面化学,电功和表面功都是非体积功。如何将由 封闭体系热力学第二定律得到的主要结论推广到相 平衡、化学平衡等当中去,即由组成不变的体系推 广到组成可变的敞开体系当中去,其中最重要的概 念就是化学势
2.1 化学势和电化学势 由封闭体系的热力学第二定律，得到了过程方向和 限度的判据。其中最重要的就是等温等压条件下的 Gibbs自由能判据。要用这一判据去处理溶液问题、 相平衡问题、电化学问题、界面现象等，往往面对 的是组成可变的体系，以及作非体积功的情况。例 如相平衡，整体我们可以看作是一个封闭体系，但 就某一相而言，则是一个敞开体系；例如电化学和 界面化学，电功和表面功都是非体积功。如何将由 封闭体系热力学第二定律得到的主要结论推广到相 平衡、化学平衡等当中去，即由组成不变的体系推 广到组成可变的敞开体系当中去，其中最重要的概 念就是化学势
2.1.1化学势和电化学势 1.化学势 由热力学第一、第二定律的联合表达式可知 (2.1.1) 其中,bW是非体积功。式(2.1.1)只适用于 组成不变的封闭体系 了对于组成可变的敞开体系应为 (2.1.2) 式中,代表组成变化所引起的体系内能变化
2.1.1化学势和电化学势 1．化学势 由热力学第一、第二定律的联合表达式可知 （2.1.1） 其中，δWf是非体积功。式（2.1.1） 只适用于 组成不变的封闭体系。 对于组成可变的敞开体系应为 （2.1.2） 式中，代表组成变化所引起的体系内能变化
由代入上式整理得 (2.1.3) 其中,代表组成变化所引起的体系Gbbs函数变化, 代表温度变化所引起的体系Gbbs函数变化,V代 表压力变化所引起的体系Gib函数变化,-6WA代 表环境所做的非体积功。式(2-3)表明,在温度、压 力不变、环境不做非体积功条件下,组成改变会弓 起体系Gbs自由能函数的改变;同样,在温度、压 力和各物质的量均不改变的情况下,环境做非体积 功会引起体系Gbbs自由能函数的增加,体系做非体 积功会引起体系Gbbs自由能函数的减少。总之,非 体积功会引起体系Gbbs自由能函数的变化
由代入上式整理得 （2.1.3） 其中，代表组成变化所引起的体系Gibbs函数变化， 代表温度变化所引起的体系Gibbs函数变化，Vdp代 表压力变化所引起的体系Gibbs函数变化，－δWf代 表环境所做的非体积功。式(2-3)表明，在温度、压 力不变、环境不做非体积功条件下，组成改变会引 起体系Gibbs自由能函数的改变；同样，在温度、压 力和各物质的量均不改变的情况下，环境做非体积 功会引起体系Gibbs自由能函数的增加，体系做非体 积功会引起体系Gibbs自由能函数的减少。总之，非 体积功会引起体系Gibbs自由能函数的变化
为了单独讨论体系中某一指定物质(或电解质溶液中某 指定离子)B,将式(2.1.3)写作 (2.1.4) 了其中C代表除了B以外的其它任何物质,与式(2-3)一样 式(24)是G的全微分式,它包含了各种因素对于G的 影响。由式(2.1.4.)可知,化学势/的严格定义为 (2.1.5) 了式(2.1.5)表明,溶液中B的化学势应理解为:在保持 几不变且不做非体积功的情况下单独向巨大的溶液 体系中加入1molB时,溶液 Gibbs函数的增加。对多组 分体系,化学势是偏摩尔自由能,对单组分体系,化学 势就是摩尔自由能。因而化学势是一宏观量,强度性质
为了单独讨论体系中某一指定物质（或电解质溶液中某 一指定离子）B，将式（2.1.3）写作 （2.1.4） 其中C代表除了B以外的其它任何物质，与式(2-3)一样， 式（2-4）是G的全微分式，它包含了各种因素对于G的 影响。由式（2.1.4.）可知，化学势μB的严格定义为 （2.1.5） 式（2.1.5）表明，溶液中B的化学势应理解为：在保持 T,p,nC不变且不做非体积功的情况下单独向巨大的溶液 体系中加入1 mol B时，溶液Gibbs函数的增加。对多组 分体系，化学势是偏摩尔自由能，对单组分体系，化学 势就是摩尔自由能。因而化学势是一宏观量，强度性质