¿Por qué es químico potencial equivalente a un verdadero potencial?

Question

A mi el K&K física térmica testbook dice potencial químico es equivalente a la de un verdadero potencial:

el potencial químico es equivalente a la de un verdadero potencial de la energía: la diferencia de potencial químico entre dos sistemas es igual a la barrera de potencial que se traen los dos sistemas en equilibrio difusivo.

Sin embargo, estoy muy confundido - ya que no hay fuerza conservadora en general, ¿cómo es que es "equivalente" a un verdadero potencial?

Decimos "dos son equivalentes", por lo general, cuando no hay ninguna forma experimental para distinguir una de otra. Pero no hay duda de que es: poner una carga de prueba. O es el libro que acaba de decir de forma eficaz/fenomenológicamente sus valores numéricos son iguales? Qué se entiende exactamente por decir que estos dos son equivalentes en el texto?

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Lo he comprobado en la Wiki: "Helmholtz energía libre es la de Legendre de la transformación de la energía interna"; por lo tanto, el potencial Químico es el cambio en la energía libre de Helmholtz (algunos redefinición de la energía interna) cuando nos quitar/agregar algunas partículas. Dadas algunas condiciones (e.g.dos sistemas están conectados), potencial químico (no conservadora campo en todo, creo?) es equivalente a un potencial real (con conservador de campo).

Pero no estoy muy seguro de si no me malinterprete nada.

Answer 1

Potencial químico es la diferencia de energía libre para agregar una partícula en el sistema. Considere dos sistemas (1,2) con un contacto con el embalse a la temperatura de $T$, el total de la energía libre es \begin{equation} G = G_{1}+G_{2} \end{equation} Pero dado que el número total de partículas se conserva \begin{equation} N = N_{1}+N_{2} \end{equation} Heltmholtz la energía libre será como mínimo en equilibrio con respecto a $dN_{1}= -dN_{2}$. A continuación, \begin{equation} \frac{\partial G}{\partial N} = \frac{\partial G_{1}}{\partial N_{1}}_{T,V}+\frac{\partial G_{2}}{\partial N_{2}}_{T,V} = 0. \end{equation} Esto significa que el potencial químico es igual cuando no hay ninguna red de partícula de intercambio desde

\begin{equation} \mu_{1} = \mu_{2} \equiv \frac{\partial G_{1}}{\partial N_{1}}_{T,V} = \frac{\partial G_{2}}{\partial N_{2}}_{T,V} \end{equation} desde $dN_{1}= -dN_{2}$. Por lo tanto, química diferencia de potencial debe indicar el flujo de partículas entre los dos sistemas de derecho? Después de todo, cuando la diferencia es cero no hay neto de las partículas de los flujos entre ellos. Ahora consideremos dos sistemas con diferente potencial químico. $\mu_{2}>\mu_{1}$ y bloquear temporalmente la difusión entre ellos. Ahora introducir un campo entre los dos sistemas para que el sistema 1 las partículas tienen mayor potencial de energía por un monto de $\delta\mu = \mu_{2}-\mu_{1}$. Por lo tanto, tenemos básicamente el aumento de la energía interna del sistema 1, $U_{1}$ $\delta\mu$ cantidad a la derecha?. Ahora, por nuestro anterior argumento si realizamos el cálculo de la energía libre,$G = U-TS+PV$ cosas, vamos a descubrir su potencial químico sería del mismo. Eso significa que incluso si nos quite el bloqueo no neta de la partícula de flujo. Por lo tanto, qué podemos lograr traducción directa de la energía potencial diferencia con la química de la diferencia de potencial?