ノート:化学ポテンシャル
「物理的な意味」の問題点
[編集]まず「物理的な意味」が意味するところが曖昧です。次に書かれている「性質」とどのように線引きされるのか不明です。（「性質」もやや肥大化してますが）
また書かれている内容にも問題があります。
化学ポテンシャルは「手ごたえ」であるというのは、田崎p.120における表現ですが、単にμ=dF/dNを言い換えたものに過ぎません（p=-dF/dVとの比較）。また、wiki本文における「手ごたえ」だから「平衡状態に向かうときは、化学ポテンシャルが等しくなるように物質量は移動する」というのは因果関係が不明です。系の前提条件も不明です。後半は清水からの引用で、田崎の本にはこのような因果関係の記述はありません。
化学ポテンシャルと静電ポテンシャルの比較は田崎p.160の脚注にありますが、化学「ポテンシャル」という名称が「静電ポテンシャル」と比較すれば「ある程度納得できる」という筆者の感想を述べたものにすぎません。後半で「力学」におけるポテンシャルと化学ポテンシャルを比較しているのも謎です。
化学ポテンシャルと（おそらくギブス）エネルギーの関係については「性質」のセクションで単一成分系と多成分系で式を用いて説明されているので、そちらに移動すれば良いと思います。残った最初の化学ポテンシャルと物質量の共役性についても新しいセクションを作り移動した方が良いと思います。--NakajKak（会話） 2024年8月5日 (月) 07:57 (UTC)
- 以下の文章を削除。一部有用な情報が含まれていると思われるが、様々な情報を無作為に文献から引用し、張り合わせた文章であり、修正が困難。
また電磁気学において電荷qとその移動を司る静電ポテンシャルφとの積がポテンシャルエネルギーqφである。この関係性を化学ポテンシャルに当てはめてみると[1]、マクロな物質量Nの移動を司るポテンシャルが化学ポテンシャルμであり[2]、それらの積であるギブズエネルギーNμはポテンシャルエネルギーのような量だと考えることもできる。[誰?]ただし実際にはミクロな粒子間にある複雑な相互作用などの結果としてマクロな化学ポテンシャルは決まると考えられ、力学におけるポテンシャル[要追加記述]と熱力学における化学ポテンシャルはかなり異なり同一視することはできない[2]。
- 『マクロな物質量Nの移動を司るポテンシャルが化学ポテンシャルμであり』
- 清水p.167に同様の記述があるが、『ポテンシャルのようなもの』と例えの表現がされている。２つの系が温度、粒子がやりとりできる場合、両者の化学ポテンシャルが等しくなるよう、粒子が移動することをもって、ポテンシャルのようなものと表現している。電荷と静電ポテンシャルの関係を化学ポテンシャルに当てはめてみる、という文脈における記述ではない。ギブズエネルギーNμとの関連もここでは記述されていない。（[誰?]というより[要追加記述でした]）
- 『実際にはミクロな粒子間にある複雑な相互作用などの結果としてマクロな化学ポテンシャルは決まると考えられ』
- 同じく清水p.158に記述があるが、統計力学からμを計算するという文脈で記述されている。『マクロな物質量Nの移動を司るポテンシャルが化学ポテンシャルμ』や『ギブズエネルギーNμ』との関連で記述されていない。
- 『力学におけるポテンシャルと熱力学における化学ポテンシャルはかなり異なり同一視することはできない』
- 同じく、清水p.158に記述があるが、dU=TdS-PdV+μdNであって、dU=μdNではないからポテンシャルエネルギーと同一視できないという説明。統計力学でのμの計算とは異なる文脈である。--NakajKak（会話） 2024年9月14日 (土) 10:53 (UTC)
『化学ポテンシャルを「単位物質量あたりのエネルギー」と呼ばれる場合があるが、化学ポテンシャルは示強性であるためエネルギーのような相加性は成り立たない。「エネルギー＝物質量×化学ポテンシャル」という単純な形になるエネルギーは１成分系のギブズの自由エネルギーに限られる。』について、以下の理由により削除
・『「単位物質量あたりのエネルギー」と呼ばれる場合がある』が、WP:AWWの表現にあたる、かつ出典不明
・『エネルギーのような相加性が成り立たない』と『「エネルギー＝物質量×化学ポテンシャル」という単純な形になるエネルギーは１成分系のギブズの自由エネルギーに限られる。』の因果関係が不明瞭
・ の説明でおそらく初めに文書を書いた人が言いたかったことは数式を用いて具体的に示されている--NakajKak（会話） 2024年8月11日 (日) 12:11 (UTC)
- 化学ポテンシャルの物理的な意味は、同じ示強性である圧力との対応を考えるとわかりやすい。
わかりやすいかどうかは主観なので修正は必要でしょうが，独自研究（WP:NOR）ではないでしょう。 自分には単に，化学ポテンシャルを圧力との比較で説明します，という前振りの文章にしか読めません。
- 化学ポテンシャルは「手ごたえ」であるというのは、田崎p.120における表現ですが、単にμ=dF/dNを言い換えたものに過ぎません
「μ=dF/dNを言い換えたもの」の何処に問題があるのか判りかねます。 該当部分の表現で，どの辺りが濁されている（WP:AWW）とお考えなのでしょうか。
- また、wiki本文における「手ごたえ」だから「平衡状態に向かうときは、化学ポテンシャルが等しくなるように物質量は移動する」というのは因果関係が不明です。
自分も論理に飛躍があると思います。しかし「よって」でつないでいることが問題なのであって，それを削れば問題はないと思います。
- 田崎p.160の脚注
件の脚注で第一文は『(8.18)引用注 G=Nμ を見ると，「化学ポテンシャル」という名称の意味を読者はある程度納得できるだろう。下線部は引用者による補足』というものであり，確かに田崎氏が納得できることを期待しているだけで，実際に納得できるか否かは読者に依るでしょう。 しかし，以降で書かれている内容は「化学ポテンシャルが静電ポテンシャルと比較，対応付けできる」という事実で，論争の余地のないと思います。 従って
- それらの積であるギブズエネルギーNμはポテンシャルエネルギーのような量だと考えることもできる。
という記述は一般論であり，"考えることができる"のは当然『我々』であるから，この表現にWP:AWWの問題はないと思います。
- 後半で「力学」におけるポテンシャルと化学ポテンシャルを比較しているのも謎です。
謎ですと書いていることが謎ですので，もう少し詳しくお願いします。
記事の閲覧者は，熱力学の教科書を読んで勉強するような理系の大学生・高校生に限られるものではありません。 門外漢が閲覧したときに，数式が説明として事足りているとは限りません。 つまり，"数式を用いて具体的に示されている"からと言って，文章を削って良いことにはなりません。 数式を用いない平易な文章による説明も必要です。
実際の所は知りませんが，数式を用いない説明を目指したのが「物理的な意味」の節ではないでしょうか（エネルギーの全微分の数式を突っ込んだ自分が言うのも何ですが）。 -電工石火（会話） 2024年8月14日 (水) 14:35 (UTC)
- ^ 田崎『熱力学』
- ^ a b 清水『熱力学の基礎』