偏摩爾自由能英文解釋翻譯、偏摩爾自由能的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 partial molar free energy

分詞翻譯：

偏的英語翻譯：

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

摩爾自由能的英語翻譯：

【化】 molal free energy; molar free energy

專業解析

偏摩爾自由能（Partial Molar Gibbs Free Energy）是多組分系統中一個關鍵的熱力學概念，它描述了在恒溫、恒壓及保持其他組分物質的量不變的條件下，向無限大量的系統中加入1摩爾某組分所引起的系統吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）的變化量。其數學定義為： $$ G_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T, P, n_{j eq i}} $$ 其中：

$G_i$ 是組分 i 的偏摩爾吉布斯自由能，
$G$ 是系統的總吉布斯自由能，
$n_i$ 是組分 i 的物質的量，
$T$ 是溫度，
$P$ 是壓力，
$n_{j eq i}$ 表示除組分 i 外所有其他組分的物質的量保持不變。

核心理解與特性：

化學勢的等同性：在恒溫恒壓條件下，組分 i 的偏摩爾吉布斯自由能 $G_i$ 直接等于其化學勢 $mu_i$，即 $mu_i = G_i$。化學勢是判斷物質傳遞方向和相平衡、化學平衡的核心物理量。
強度性質：偏摩爾吉布斯自由能是系統的強度性質，其值取決于系統的溫度、壓力及各組分的濃度（或摩爾分數），與系統的總量無關。
加和性：系統的總吉布斯自由能 $G$ 等于系統中所有組分的物質的量 $n_i$ 與其偏摩爾吉布斯自由能 $G_i$ 的乘積之和：$G = sum_i n_i G_i$。這體現了偏摩爾量的加和性質。
物理意義：$G_i$ 可以理解為在特定組成的混合物中，1摩爾組分 i 對系統總吉布斯自由能的“貢獻”。它不同于該組分在純态時的摩爾吉布斯自由能，因為它包含了該組分與其他組分相互作用的效應。

應用場景：

相平衡：在達到相平衡時，任一組分 i 在各相中的化學勢（即偏摩爾吉布斯自由能）必須相等，即 $mu_i^alpha = mu_i^beta = cdots$。
化學平衡：在化學反應達到平衡時，反應物和生成物的化學勢滿足特定的關系式（如 $sum u_i mu_i = 0$，其中 $ u_i$ 是化學計量數）。
溶液理論：偏摩爾吉布斯自由能是理解溶液非理想性（如活度、活度系數）的基礎。活度 $a_i$ 定義為 $RT ln a_i = mu_i - mu_i^ominus$，其中 $mu_i^ominus$ 是标準态的化學勢。
擴散與物質傳遞：物質自發地從化學勢高的區域向化學勢低的區域轉移。

權威參考來源：

Peter Atkins & Julio de Paula, Physical Chemistry (權威物理化學教材)：該書對偏摩爾量、化學勢及其在熱力學中的應用有系統且深入的闡述。
IUPAC Gold Book (國際純粹與應用化學聯合會金皮書)：提供“partial molar Gibbs energy”和“chemical potential”的标準定義。
Khan Academy - Chemical Potential：提供關于化學勢概念及其與偏摩爾吉布斯自由能關系的入門講解。
MIT OpenCourseWare - Thermodynamics & Kinetics：相關課程材料深入讨論了偏摩爾性質在多組分系統熱力學中的作用。

網絡擴展解釋

偏摩爾自由能是熱力學中的一個重要概念，主要用于描述混合物中某一組分對系統吉布斯自由能的貢獻。以下是綜合多個來源的解釋：

1.定義與數學表達式

偏摩爾自由能指在溫度（$T$）、壓力（$P$）及其他組分物質的量（$n_{C≠B}$）保持不變的條件下，系統的吉布斯自由能（$G$）隨某組分$B$的物質的量（$n_B$）變化的偏導數，即： $$ mu_B = left( frac{partial G}{partial nB} right){T,P,n_{C≠B}} $$ 這一定義表明，偏摩爾自由能反映了組分$B$在混合物中對系統整體自由能的“貢獻”。

2.物理意義

物質傳遞的推動力：偏摩爾自由能（即化學勢）是判斷物質遷移方向和相平衡的重要參數。例如，物質會自發從化學勢高的區域向化學勢低的區域轉移。
混合物中的特性：對于純物質，偏摩爾自由能等于其摩爾吉布斯自由能；而在混合物中，由于組分間的相互作用，偏摩爾自由能可能與純态時不同。

3.與化學勢的關系

偏摩爾吉布斯自由能直接等同于化學勢（$mu_B$）。化學勢是熱力學中唯一一種既是偏摩爾量又具有廣泛應用的物理量，其他熱力學函數（如内能、焓、熵等）的偏摩爾量并不稱為化學勢。

4.實際應用

在理想溶液或理想氣體模型中，化學勢可表示為： $$ mu_B = mu_B^circ + RT ln x_B $$ 其中$mu_B^circ$是标準化學勢，$x_B$是組分$B$的摩爾分數。這一公式常用于計算混合物的相平衡和反應方向。

偏摩爾自由能是吉布斯自由能對某一組分物質的量的偏導數，用于描述混合物中各組分的能量貢獻。它與化學勢等價，是判斷物質傳遞和平衡的核心參數。