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ひでひでた
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化学ポテンシャル
読めば読むほど味が出る。プリゴジンの熱力学。

 先ほどまで4章を読んでいました。この章の主題はDe Donderによって研究された親和力(affinity)の概念を説くことでありました。いわゆる熱力学第1法則の化学ポテンシャルを含んだ式が登場し、そこから化学反応系の話につなげることで親和力が出てきます。親和力は系の反応速度とカップリングした形で出てくるので第2法則と合わせて考えると反応の進行する方向について話が出来るようになります。熱力学力および熱力学流れの議論の一つですね。
 まあ親和力についてはそんなもんかと思いましたが、それよりも化学ポテンシャルが面白いと思いました。一成分系で書くと第1法則は
 dU=TdS-pdV+μdN
ですが、この最後の項が面白い。要するに粒子数を増やせば(μに従って)系のエネルギーが増えると言っているに過ぎませんがそれって不思議なことじゃないでしょうか?
 確かに粒子が増えれば運動エネルギーを担うものが増える訳でその点については何の問題も無いように思えます。けれども粒子間には相互作用があって、その存在のために力学的エネルギーが負になることだってあります。一つの粒子がどの程度の粒子とどのような相互作用をするのかが問題です。まあ要するに粒子を一つ加えるにしてもエネルギーの変化は単純には予測できないってこと。その点、上の式では系を構成する粒子の詳細にはよらずどんな系であっても粒子を増やしたときのエネルギーの増分は化学ポテンシャルだけで決まると言っている。ある種の物性がこの量に凝縮されているということです。
 これって現象的なものの見方における一つの極致ですよね。昔はこんなこと全然考えなかったもんだけど、今になって見てみるととても感動的ですわ。Gibbsはすごい。プリゴジンの本はかなり化学の話が出てくるので化学ポテンシャルについては今後もいろいろな側面を見せてくれるものと期待しています。
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熱・統計力学   0 0















 

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