Химический потенциал

Вода в сообщающихся сосудах стоит на одном уровне — не из каприза, а из минимума энергии. Частицы уравновешиваются так же: перетекают туда, где их химический потенциал ниже, и останавливаются, когда он выравнивается. Формально $\mu$ — приращение энергии Гиббса при добавлении одной частицы: $\mu =(\partial G/\partial N{)}_{T,p}$. Это термодинамическая высота уровня: как разность напряжений гонит ток, так разность химических потенциалов гонит диффузию, испарение и химическую реакцию. Уровень Ферми электронного газа — тот же потенциал в квантовом костюме.

Для идеального газа $\mu ={\mu }_0+kT\ln (p/p_0)$: удвоили давление при 300 К — потенциал вырос на $kT\ln 2\approx 2,9\cdot 10^{-21}$ Дж. Равновесие фаз требует равенства ${\mu }_{\text{ж}}={\mu }_{\text{п}}$ — из этого равенства вытекает вся кривая насыщения и правило фаз. Точка кипения и диаграммы — в уроке фазовые переходы, поправки реальных газов — в материале реальные газы, электрическая аналогия — в теме напряжённость и потенциал, рабочие циклы — в процессах и циклах.