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等温等積条件で平衡状態にある液体と気体について、それぞれの化学ポテンシャル$\mu_L$と$\mu_G$の関係を求める問題です。

応用数学熱力学化学ポテンシャル相平衡ギブズエネルギー
2025/6/6

1. 問題の内容

等温等積条件で平衡状態にある液体と気体について、それぞれの化学ポテンシャルμL\mu_LとμG\mu_Gの関係を求める問題です。

2. 解き方の手順

平衡状態では、系のギブズエネルギーが最小となります。等温等積条件では、物質が相間で移動しても系の温度と体積は変化しません。したがって、化学ポテンシャルが等しくなることが平衡条件となります。
化学ポテンシャルは単位粒子あたりのギブズエネルギーであり、相平衡においては、それぞれの相の化学ポテンシャルが等しくなるまで物質が移動します。したがって、平衡状態では、以下の関係が成り立ちます。
μL=μG\mu_L = \mu_G

3. 最終的な答え

μL=μG\mu_L = \mu_G

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