偏摩尔自由能英文解释翻译、偏摩尔自由能的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 partial molar free energy

分词翻译：

偏的英语翻译：

deflection; leaning; partial; prejudiced; slanting
【化】 meta-
【医】 meta-

摩尔自由能的英语翻译：

【化】 molal free energy; molar free energy

专业解析

偏摩尔自由能（Partial Molar Gibbs Free Energy）是多组分系统中一个关键的热力学概念，它描述了在恒温、恒压及保持其他组分物质的量不变的条件下，向无限大量的系统中加入1摩尔某组分所引起的系统吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）的变化量。其数学定义为： $$ G_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T, P, n_{j eq i}} $$ 其中：

$G_i$ 是组分 i 的偏摩尔吉布斯自由能，
$G$ 是系统的总吉布斯自由能，
$n_i$ 是组分 i 的物质的量，
$T$ 是温度，
$P$ 是压力，
$n_{j eq i}$ 表示除组分 i 外所有其他组分的物质的量保持不变。

核心理解与特性：

化学势的等同性：在恒温恒压条件下，组分 i 的偏摩尔吉布斯自由能 $G_i$ 直接等于其化学势 $mu_i$，即 $mu_i = G_i$。化学势是判断物质传递方向和相平衡、化学平衡的核心物理量。
强度性质：偏摩尔吉布斯自由能是系统的强度性质，其值取决于系统的温度、压力及各组分的浓度（或摩尔分数），与系统的总量无关。
加和性：系统的总吉布斯自由能 $G$ 等于系统中所有组分的物质的量 $n_i$ 与其偏摩尔吉布斯自由能 $G_i$ 的乘积之和：$G = sum_i n_i G_i$。这体现了偏摩尔量的加和性质。
物理意义：$G_i$ 可以理解为在特定组成的混合物中，1摩尔组分 i 对系统总吉布斯自由能的“贡献”。它不同于该组分在纯态时的摩尔吉布斯自由能，因为它包含了该组分与其他组分相互作用的效应。

应用场景：

相平衡：在达到相平衡时，任一组分 i 在各相中的化学势（即偏摩尔吉布斯自由能）必须相等，即 $mu_i^alpha = mu_i^beta = cdots$。
化学平衡：在化学反应达到平衡时，反应物和生成物的化学势满足特定的关系式（如 $sum u_i mu_i = 0$，其中 $ u_i$ 是化学计量数）。
溶液理论：偏摩尔吉布斯自由能是理解溶液非理想性（如活度、活度系数）的基础。活度 $a_i$ 定义为 $RT ln a_i = mu_i - mu_i^ominus$，其中 $mu_i^ominus$ 是标准态的化学势。
扩散与物质传递：物质自发地从化学势高的区域向化学势低的区域转移。

权威参考来源：

Peter Atkins & Julio de Paula, Physical Chemistry (权威物理化学教材)：该书对偏摩尔量、化学势及其在热力学中的应用有系统且深入的阐述。
IUPAC Gold Book (国际纯粹与应用化学联合会金皮书)：提供“partial molar Gibbs energy”和“chemical potential”的标准定义。
Khan Academy - Chemical Potential：提供关于化学势概念及其与偏摩尔吉布斯自由能关系的入门讲解。
MIT OpenCourseWare - Thermodynamics & Kinetics：相关课程材料深入讨论了偏摩尔性质在多组分系统热力学中的作用。

网络扩展解释

偏摩尔自由能是热力学中的一个重要概念，主要用于描述混合物中某一组分对系统吉布斯自由能的贡献。以下是综合多个来源的解释：

1.定义与数学表达式

偏摩尔自由能指在温度（$T$）、压力（$P$）及其他组分物质的量（$n_{C≠B}$）保持不变的条件下，系统的吉布斯自由能（$G$）随某组分$B$的物质的量（$n_B$）变化的偏导数，即： $$ mu_B = left( frac{partial G}{partial nB} right){T,P,n_{C≠B}} $$ 这一定义表明，偏摩尔自由能反映了组分$B$在混合物中对系统整体自由能的“贡献”。

2.物理意义

物质传递的推动力：偏摩尔自由能（即化学势）是判断物质迁移方向和相平衡的重要参数。例如，物质会自发从化学势高的区域向化学势低的区域转移。
混合物中的特性：对于纯物质，偏摩尔自由能等于其摩尔吉布斯自由能；而在混合物中，由于组分间的相互作用，偏摩尔自由能可能与纯态时不同。

3.与化学势的关系

偏摩尔吉布斯自由能直接等同于化学势（$mu_B$）。化学势是热力学中唯一一种既是偏摩尔量又具有广泛应用的物理量，其他热力学函数（如内能、焓、熵等）的偏摩尔量并不称为化学势。

4.实际应用

在理想溶液或理想气体模型中，化学势可表示为： $$ mu_B = mu_B^circ + RT ln x_B $$ 其中$mu_B^circ$是标准化学势，$x_B$是组分$B$的摩尔分数。这一公式常用于计算混合物的相平衡和反应方向。

偏摩尔自由能是吉布斯自由能对某一组分物质的量的偏导数，用于描述混合物中各组分的能量贡献。它与化学势等价，是判断物质传递和平衡的核心参数。