(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
एक प्रणाली में thermodynamic संतुलन, विद्युत रासायनिक क्षमताकिसी भी आवेशित प्रजाति `i` के लिए, [latex]bar{mu}_i[/latex] सभी अवस्थाओं में एकसमान होना चाहिए। यदि कोई प्रवणता मौजूद है ([latex]nabla bar{mu}_i neq 0[/latex]), तो आयन स्वतः ही उच्च विभव वाले क्षेत्रों से निम्न विभव वाले क्षेत्रों की ओर गति करेंगे, जिससे एक धारा या प्रवाह उत्पन्न होगा, जब तक कि यह प्रवणता समाप्त नहीं हो जाती और संतुलन पुनः स्थापित नहीं हो जाता।
The principle of uniform विद्युत रासायनिक क्षमता at equilibrium is a direct consequence of the ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम, which states that a system will spontaneously evolve towards a state of minimum Gibbs free energy. Since the electrochemical potential is the partial molar Gibbs free energy for a charged species, any gradient in this potential represents an opportunity for the system’s total free energy to decrease through the movement of that species.
यह गति, या प्रवाह, तब तक जारी रहता है जब तक कि सभी आयनों के लिए सुलभ विद्युतरासायनिक विभव स्थिर न हो जाए। इस बिंदु पर, आयनों पर लगने वाला कुल बल शून्य हो जाता है, और आगे कोई शुद्ध गति नहीं होती। यह संतुलन गतिशील है, स्थिर नहीं; व्यक्तिगत आयन अभी भी गति कर सकते हैं, लेकिन एक दिशा में प्रवाह विपरीत दिशा में प्रवाह द्वारा पूर्णतः संतुलित होता है।
इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण डोनन संतुलन है, जो एक अर्धपारगम्य झिल्ली में होता है जो कुछ आयनों के लिए पारगम्य होती है लेकिन दूसरों (जैसे बड़े प्रोटीन) के लिए नहीं। छोटे, पारगम्य आयन अपने विद्युत रासायनिक विभव को संतुलित करने के लिए झिल्ली के पार पुनर्वितरित हो जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप सांद्रता और विद्युत विभव दोनों का असमान वितरण होता है, जिससे संतुलन पर एक स्थिर झिल्ली विभव बनता है। यही सिद्धांत अर्धचालकों में pn जंक्शनों के व्यवहार को नियंत्रित करता है, जहां इलेक्ट्रॉन और होल तब तक विसरित होते हैं जब तक कि जंक्शन के पार विद्युत रासायनिक विभव (फर्मी स्तर) स्थिर न हो जाए, जिससे एक अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र बनता है।
विद्युतरासायनिक विभव और ऊष्मागतिक संतुलन
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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