巨热力学势英文解释翻译、巨热力学势的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 grand potential

分词翻译：

巨的英语翻译：

gigantic; huge
【医】 giganto-; macro-; makro-; megalo-

热力学势的英语翻译：

【化】 thermodynamic potential

专业解析

巨热力学势（grand thermodynamic potential）是统计力学中描述开放系统平衡态特性的核心函数，其定义为$Phi = U - TS - mu N$，其中$U$为内能，$T$为温度，$S$为熵，$mu$为化学势，$N$为粒子数。该势函数在巨正则系综中起关键作用，适用于粒子数和能量均可与外界交换的系统。

从物理意义分析，巨热力学势与系统压力$P$和体积$V$的关系可表示为： $$ Phi = -PV $$ 这一特性使其成为研究相变、表面吸附等现象的有效工具。在纳米材料的热力学性质分析中，巨势可通过配分函数$Ξ$表达为$Phi = -k_B T ln Ξ$，其中$k_B$为玻尔兹曼常数。

相较于亥姆霍兹自由能（固定体积和温度）和吉布斯自由能（固定压力和温度），巨热力学势的独特价值体现在处理可变粒子数系统时的便捷性。例如在凝聚态物理中，研究人员通过巨势的极小值条件推导粒子分布规律，揭示玻色-爱因斯坦凝聚等量子现象的热力学本质。

权威参考资料可参考Landau与Lifshitz合著的《统计物理学》第3卷（ISBN 978-0750633727），该书第5章详细论证了巨势在不同边界条件下的应用场景。

网络扩展解释

巨热力学势是热力学与统计力学中的重要概念，主要用于描述开放系统的热力学性质。以下是详细解释：

1.定义与数学表达式

巨热力学势（Grand Thermodynamic Potential）通常用符号( Phi )或( J )表示，其定义为： $$ Phi = U - TS - mu N $$ 其中：

( U )为系统内能；
( T )为温度；
( S )为熵；
( mu )为化学势；
( N )为粒子数。

其全微分形式为： $$ dPhi = -S dT - p dV - N dmu $$ 表明巨热力学势以( T, V, mu )为独立变量。

2.物理意义

特性函数：巨热力学势是巨正则系综（开放系统）的特性函数，通过其全微分可直接导出系统的熵、压强、粒子数等热力学量。
平衡判据：在等温、定容且化学势恒定的条件下，系统达到平衡时，巨热力学势取极小值。

3.应用场景

开放系统分析：适用于粒子数可变的系统（如气体与外界交换粒子的情况）。
统计力学关联：在统计力学中，巨热力学势与巨正则配分函数直接相关，用于计算系统的宏观性质。

4.与其他热力学势的对比

亥姆霍兹自由能（( F )）：适用于封闭系统（固定( T, V, N )），而巨势适用于开放系统（固定( T, V, mu )）。
吉布斯自由能（( G )）：描述等温等压系统（固定( T, p, N )），而巨势允许粒子数变化。

5.总结

巨热力学势是处理开放系统热力学平衡的核心工具，尤其在统计力学中用于分析粒子数不固定的体系。其极小值特性为判断不可逆过程的方向提供了依据。