Supongamos que te puse dentro de una habitación llenada de un gas. Puede medir su presión directamente con un barómetro. Puede medir la temperatura directamente con un termómetro. ¿Se puede medir su potencial químico directamente con un "potenciómetro química?"
Para ser claro: tienes que medirlo directamente. No pueden medir otras cantidades y usar una ecuación de estado o lo que sea.
No, esto no es posible, al menos en la forma en que se implica.
Potencial químico como la temperatura son abstracciones que se aplican a grandes sistemas como un todo, ya que dependen de las condiciones de equilibrio, o en otras palabras, dependen de las fluctuaciones de ser mucho menor que el promedio de los valores.
Que no se puede medir directamente la temperatura, una vez que el termómetro está en equilibrio con su entorno de medir el cambio de volumen (u otras se pueden medir directamente la propiedad) que usted puede relacionarse con la temperatura ya que tiene una teoría de establecer dichas inter-dependencias.
Así que si usted está entendimiento directo de medición de la temperatura de tal manera, entonces sí, usted puede utilizar un termómetro de tal manera, y la escala en términos de promedio de las partículas de energía, haciendo que los supuestos en los alrededores de la misma manera que para los termómetros.
Concretamente cómo se puede hacer esto?
Primero, ¿cómo hace el típico termómetro de trabajo? El estándar termómetro de Mercurio sería contiene aislado de líquido de mercurio, que es muy compresible, pero tiene un buen coeficiente de expansión térmica. Así responde visiblemente y de forma lineal a los cambios de temperatura por la expansión/contracción.
Ya que se encuentra en un ambiente cerrado que sólo puede intercambiar calor con el exterior, y el número de partículas será constante. Por lo tanto, los cambios en $T$, debido al intercambio de calor con el exterior
En estas condiciones, la de Helmholtz Energía Libre es el potencial termodinámico, o la función de estado para el líquido de aquí. Y en cualquier cambio de temperatura o el volumen, los sistemas de Energía Libre permanece en 0, ya que, si eran diferentes de cero, lo que significa que potencialmente puede ejercer algún tipo de trabajo y expandir/contraer más hasta que este valor era cero. Esto explica, ya se muestra cómo $\Delta T\propto \Delta V$, ya que el $$dF = 0 = -SdT - PdV$$ y sabemos que la presión en el líquido permanece constante (no se expande ni contratos da la libertad para hacerlo), así que la entropía tiene que ser constante.
La propiedad relevante aquí es $\Delta T\propto \Delta V$, lo que permite relacionar los cambios de volumen a los cambios de temperatura, y por lo tanto medir las condiciones de equilibrio se establece entre el termómetro y el ambiente de medición.
Para el Chem. Potenciómetro, utilizando este mismo razonamiento y la escritura de la expresión plena de la $dF$ para un sistema de acuerdo a Gibbs: $$dF = -SdT -PdV +\mu dN$$ podemos utilizar esta expresión para calibrar el instrumento. Ya que en el es el mismo termómetro, $dN$ cero, pero el conocimiento de los valores de $T$ $V$ podemos saber el estado del sistema mediante la evaluación de las $F(T,V,N)$, y la derivada de esta función w.r.t. $N$ le dará el potencial químico de los valores de $$\mu = \frac{ \partial F}{\partial N}$$
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