超額化學勢英文解釋翻譯、超額化學勢的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 excess chemical potential

分詞翻譯：

超額的英語翻譯：

above quota; excess
【經】 overage

化學勢的英語翻譯：

【化】 chemical potential

專業解析

在熱力學和統計力學領域，超額化學勢（英文：Excess Chemical Potential）是一個描述真實溶液或混合物偏離理想行為程度的關鍵物理量。它衡量了實際系統中某組分的化學勢與其在相同溫度、壓力和組成條件下處于理想溶液（或理想混合物）狀态時的化學勢之差。

以下從漢英詞典角度對其詳細解釋：

基本定義與數學表達
- 超額化學勢 (Excess Chemical Potential) 定義為： $$ mu_i^E = mu_i - mu_i^{id} $$ 其中：
  - $mu_i$ 是組分 $i$ 在實際系統中的化學勢 (Chemical Potential)。
  - $mu_i^{id}$ 是組分 $i$ 在相同溫度、壓力和組成條件下，處于理想溶液 (Ideal Solution) 或理想混合物 (Ideal Mixture) 狀态時的化學勢。
- 化學勢 $mu_i$ 本身定義為吉布斯自由能 $G$ 對組分 $i$ 的物質的量 $ni$ 的偏導數（在溫度 $T$、壓力 $p$ 和其他組分物質的量 $n{j eq i}$ 恒定時）： $$ mu_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T, p, n_{j eq i}} $$
- 對于理想溶液，化學勢 $mu_i^{id}$ 通常表示為： $$ mu_i^{id} = mu_i^ominus + RT ln x_i $$ 其中 $mu_i^ominus$ 是組分 $i$ 在标準狀态下的化學勢，$R$ 是氣體常數，$T$ 是熱力學溫度，$x_i$ 是組分 $i$ 的摩爾分數。
物理意義
- 超額化學勢 $mu_i^E$量化了實際溶液的非理想性。它直接反映了實際溶液中分子間相互作用（如範德華力、氫鍵、靜電作用等）與理想溶液假設（即分子間無相互作用或所有分子間相互作用完全相同）之間的偏差。
- 正值 ($mu_i^E > 0$): 表示實際溶液中組分 $i$ 的化學勢高于其在理想溶液中的值。這通常意味着組分 $i$ 在實際環境中“更不願意留下”，例如，組分 $i$ 與混合物中其他組分的相互作用比與自身相互作用弱（斥力占主導），或者存在強的自締合作用。
- 負值 ($mu_i^E < 0$): 表示實際溶液中組分 $i$ 的化學勢低于其在理想溶液中的值。這通常意味着組分 $i$ 在實際環境中“更傾向于留下”，例如，組分 $i$ 與其他組分之間存在強烈的吸引作用（如氫鍵或特定的化學作用）。
- 零值 ($mu_i^E = 0$): 表示該溶液在該組成下是理想的，組分 $i$ 的行為符合理想溶液模型。
應用與重要性
- 活度系數計算: 超額化學勢與活度系數 $gamma_i$ 直接相關： $$ mu_i^E = RT ln gamma_i $$ 因此，$mu_i^E$ 是計算活度系數 $gamma_i$ 的基礎，而活度系數是描述溶液非理想性和進行相平衡計算（如汽液平衡 VLE、液液平衡 LLE）的核心參數。
- 超額熱力學性質: 超額化學勢是計算其他超額熱力學性質（如超額吉布斯自由能 $G^E$、超額焓 $H^E$、超額熵 $S^E$）的基礎。例如，混合物的總超額吉布斯自由能 $G^E$ 是所有組分的超額化學勢的加權和： $$ G^E = sum_i n_i mu_i^E $$
- 溶液模型開發: 理解和計算超額化學勢是建立和驗證描述真實溶液行為的狀态方程 (Equation of State, EoS) 和活度系數模型 (如 Wilson, NRTL, UNIQUAC, UNIFAC) 的關鍵。
- 分子模拟: 在分子模拟（如蒙特卡洛或分子動力學模拟）中，超額化學勢是計算自由能變化和預測相行為的重要量。

權威參考來源：

IUPAC Gold Book (國際純粹與應用化學聯合會金皮書)：作為化學術語最權威的标準來源，其對“化學勢”(Chemical Potential)和“超額函數”(Excess Function)的定義是理解超額化學勢的基礎。 (來源：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.：這本經典教材深入讨論了化學勢、超額性質的概念及其在相平衡計算中的應用，是化工熱力學領域的标杆著作。
Sandler, S. I. (2006). Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics (4th ed.). Wiley.：該書提供了關于化學勢和超額熱力學性質的清晰解釋和推導，并闡述了它們與相平衡的關系。
American Chemical Society (ACS) Publications：在 ACS 旗下的衆多期刊（如 Journal of Chemical & Engineering Data, Industrial & Engineering Chemistry Research）中，有大量研究論文涉及超額化學勢的實驗測定、模型關聯和預測，體現了其在化學工程研究中的核心地位。

網絡擴展解釋

超額化學勢是熱力學中用于描述實際系統相對于理想系統化學勢偏差的物理量。以下是詳細解釋：

基礎概念
- 化學勢：指物質在系統中傳遞或反應的驅動力，數學上定義為吉布斯自由能對物質摩爾數的偏導數。公式為： $$ mu_i = left( frac{partial G}{partial ni} right){T,p,n_j} $$
- 超額量：一般指實際系統與理想模型之間的差值（如超額吉布斯自由能）。
超額化學勢的定義超額化學勢（$mu_i^{ex}$）表示實際溶液的化學勢與理想溶液化學勢的差異： $$ mu_i^{ex} = mu_i - mu_i^{ideal} $$ 其中$mu_i^{ideal}$為理想狀态下的化學勢，通常包含濃度對數項（如$mu_i^{ideal} = mu_i^circ + RTln x_i$）。
物理意義
- 反映溶液中分子間相互作用的非理想性，如強吸引/排斥力、溶劑化效應等。
- 正超額化學勢表示實際化學勢高于理想值，可能存在分子間排斥；負值則相反。
應用場景
- 溶液理論中用于修正活度系數：$gamma_i = expleft(frac{mu_i^{ex}}{RT}right)$。
- 化工分離過程（如蒸餾、萃取）的非理想性計算。

數據來源：相關定義參考了吉布斯自由能偏微分形式和超額量的概念延伸。如需完整公式推導建議查閱物理化學教材或權威文獻。