(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)
في نظام في الديناميكية الحرارية التوازن، الإمكانات الكهروكيميائيةبالنسبة لأي نوع مشحون معين، يجب أن يكون معامل الاستقطاب `i` منتظمًا في جميع الأطوار. إذا وُجد تدرج (∇ ∇ ∇ ∇ ∇)، ستتحرك الأيونات تلقائيًا من مناطق الجهد العالي إلى مناطق الجهد المنخفض، مما يُنشئ تيارًا أو تدفقًا، إلى أن يزول هذا التدرج ويعود التوازن.
إن مبدأ الإمكانات الكهروكيميائية المنتظمة عند الاتزان هو نتيجة مباشرة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي ينص على أن النظام يتطور تلقائيًا نحو حالة الحد الأدنى من الطاقة الحرة لجيبس. وبما أن الجهد الكهروكيميائي هو طاقة جيبس الحرة المولارية الجزئية لنوع مشحون، فإن أي تدرج في هذا الجهد يمثل فرصة لانخفاض الطاقة الحرة الكلية للنظام من خلال حركة هذا النوع.
تستمر هذه الحركة، أو التدفق، حتى يصبح الجهد الكهروكيميائي ثابتًا في كل مكان متاح للأنواع. عند هذه النقطة، تكون القوة المحصلة المؤثرة على الأيونات صفرًا، ولا توجد أي حركة محصلة أخرى. هذا التوازن ديناميكي، وليس ثابتًا؛ إذ قد تتحرك الأيونات الفردية، لكن التدفق في أحد الاتجاهين يكون متوازنًا تمامًا مع التدفق في الاتجاه المعاكس.
من الأمثلة الكلاسيكية على ذلك توازن دونان، الذي يحدث عبر غشاء شبه منفذ، أي أنه منفذ لبعض الأيونات دون غيرها (مثل البروتينات الكبيرة). تُعيد الأيونات الصغيرة المنفذة توزيع نفسها عبر الغشاء لموازنة جهودها الكهروكيميائية. ينتج عن ذلك توزيع غير متساوٍ لكل من التركيز والجهد الكهربائي، مما يُنشئ جهدًا غشاءً مستقرًا عند التوازن. يُحكم هذا المبدأ نفسه سلوك الوصلات p-n في أشباه الموصلات، حيث تنتشر الإلكترونات والفجوات حتى يصبح الجهد الكهروكيميائي (مستوى فيرمي) ثابتًا عبر الوصلة، مما يُنشئ مجالًا كهربائيًا داخليًا.
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
الجهد الكهروكيميائي والتوازن الديناميكي الحراري
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.
> تسجيل الدخول <
