超额化学势英文解释翻译、超额化学势的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 excess chemical potential

分词翻译：

超额的英语翻译：

above quota; excess
【经】 overage

化学势的英语翻译：

【化】 chemical potential

专业解析

在热力学和统计力学领域，超额化学势（英文：Excess Chemical Potential）是一个描述真实溶液或混合物偏离理想行为程度的关键物理量。它衡量了实际系统中某组分的化学势与其在相同温度、压力和组成条件下处于理想溶液（或理想混合物）状态时的化学势之差。

以下从汉英词典角度对其详细解释：

基本定义与数学表达
- 超额化学势 (Excess Chemical Potential) 定义为： $$ mu_i^E = mu_i - mu_i^{id} $$ 其中：
  - $mu_i$ 是组分 $i$ 在实际系统中的化学势 (Chemical Potential)。
  - $mu_i^{id}$ 是组分 $i$ 在相同温度、压力和组成条件下，处于理想溶液 (Ideal Solution) 或理想混合物 (Ideal Mixture) 状态时的化学势。
- 化学势 $mu_i$ 本身定义为吉布斯自由能 $G$ 对组分 $i$ 的物质的量 $ni$ 的偏导数（在温度 $T$、压力 $p$ 和其他组分物质的量 $n{j eq i}$ 恒定时）： $$ mu_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T, p, n_{j eq i}} $$
- 对于理想溶液，化学势 $mu_i^{id}$ 通常表示为： $$ mu_i^{id} = mu_i^ominus + RT ln x_i $$ 其中 $mu_i^ominus$ 是组分 $i$ 在标准状态下的化学势，$R$ 是气体常数，$T$ 是热力学温度，$x_i$ 是组分 $i$ 的摩尔分数。
物理意义
- 超额化学势 $mu_i^E$量化了实际溶液的非理想性。它直接反映了实际溶液中分子间相互作用（如范德华力、氢键、静电作用等）与理想溶液假设（即分子间无相互作用或所有分子间相互作用完全相同）之间的偏差。
- 正值 ($mu_i^E > 0$): 表示实际溶液中组分 $i$ 的化学势高于其在理想溶液中的值。这通常意味着组分 $i$ 在实际环境中“更不愿意留下”，例如，组分 $i$ 与混合物中其他组分的相互作用比与自身相互作用弱（斥力占主导），或者存在强的自缔合作用。
- 负值 ($mu_i^E < 0$): 表示实际溶液中组分 $i$ 的化学势低于其在理想溶液中的值。这通常意味着组分 $i$ 在实际环境中“更倾向于留下”，例如，组分 $i$ 与其他组分之间存在强烈的吸引作用（如氢键或特定的化学作用）。
- 零值 ($mu_i^E = 0$): 表示该溶液在该组成下是理想的，组分 $i$ 的行为符合理想溶液模型。
应用与重要性
- 活度系数计算: 超额化学势与活度系数 $gamma_i$ 直接相关： $$ mu_i^E = RT ln gamma_i $$ 因此，$mu_i^E$ 是计算活度系数 $gamma_i$ 的基础，而活度系数是描述溶液非理想性和进行相平衡计算（如汽液平衡 VLE、液液平衡 LLE）的核心参数。
- 超额热力学性质: 超额化学势是计算其他超额热力学性质（如超额吉布斯自由能 $G^E$、超额焓 $H^E$、超额熵 $S^E$）的基础。例如，混合物的总超额吉布斯自由能 $G^E$ 是所有组分的超额化学势的加权和： $$ G^E = sum_i n_i mu_i^E $$
- 溶液模型开发: 理解和计算超额化学势是建立和验证描述真实溶液行为的状态方程 (Equation of State, EoS) 和活度系数模型 (如 Wilson, NRTL, UNIQUAC, UNIFAC) 的关键。
- 分子模拟: 在分子模拟（如蒙特卡洛或分子动力学模拟）中，超额化学势是计算自由能变化和预测相行为的重要量。

权威参考来源：

IUPAC Gold Book (国际纯粹与应用化学联合会金皮书)：作为化学术语最权威的标准来源，其对“化学势”(Chemical Potential)和“超额函数”(Excess Function)的定义是理解超额化学势的基础。 (来源：IUPAC Compendium of Chemical Terminology - the Gold Book)
Prausnitz, J. M., Lichtenthaler, R. N., & de Azevedo, E. G. (1998). Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria (3rd ed.). Prentice Hall.：这本经典教材深入讨论了化学势、超额性质的概念及其在相平衡计算中的应用，是化工热力学领域的标杆著作。
Sandler, S. I. (2006). Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics (4th ed.). Wiley.：该书提供了关于化学势和超额热力学性质的清晰解释和推导，并阐述了它们与相平衡的关系。
American Chemical Society (ACS) Publications：在 ACS 旗下的众多期刊（如 Journal of Chemical & Engineering Data, Industrial & Engineering Chemistry Research）中，有大量研究论文涉及超额化学势的实验测定、模型关联和预测，体现了其在化学工程研究中的核心地位。

网络扩展解释

超额化学势是热力学中用于描述实际系统相对于理想系统化学势偏差的物理量。以下是详细解释：

基础概念
- 化学势：指物质在系统中传递或反应的驱动力，数学上定义为吉布斯自由能对物质摩尔数的偏导数。公式为： $$ mu_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T,p,n_j} $$
- 超额量：一般指实际系统与理想模型之间的差值（如超额吉布斯自由能）。
超额化学势的定义超额化学势（$mu_i^{ex}$）表示实际溶液的化学势与理想溶液化学势的差异： $$ mu_i^{ex} = mu_i - mu_i^{ideal} $$ 其中$mu_i^{ideal}$为理想状态下的化学势，通常包含浓度对数项（如$mu_i^{ideal} = mu_i^circ + RTln x_i$）。
物理意义
- 反映溶液中分子间相互作用的非理想性，如强吸引/排斥力、溶剂化效应等。
- 正超额化学势表示实际化学势高于理想值，可能存在分子间排斥；负值则相反。
应用场景
- 溶液理论中用于修正活度系数：$gamma_i = expleft(frac{mu_i^{ex}}{RT}right)$。
- 化工分离过程（如蒸馏、萃取）的非理想性计算。

数据来源：相关定义参考了吉布斯自由能偏微分形式和超额量的概念延伸。如需完整公式推导建议查阅物理化学教材或权威文献。