吉布斯势
奔走江山数万乘,虚名从始自由能
掀开迷雾陈龙庆,还我真身以势称
0.编者按
热力学,乃是一百多年前就基本建成的经典学科。将其称为自然科学最辉煌的成就之一大概无人质疑。这一学科,既有宏观的厚实架构,也有微观的统计力学作为基石,同时与我们的日常生活如此密切相关。因此,热力学就像我们的衣服、信用卡或智能手机一般,是我们生存和生活的基本工具,如图 1(A) 所示之烤面包和 1(B) 所示之愚公移山^_^。
此时,如果有人对我们说要对热力学的某一概念或某一图像动动刀子再雕刻修理一二,那可能被认为是疯狂举动!不过,美国宾州州立大学材料系知名计算材料学者陈龙庆教授,头脑发热,最近在MRS Bulletin上写了一篇短评 [Long-Qing Chen, Chemical potential and Gibbs free energy, MRS Bulletin 44(07), 520 – 523 (2019)] [1],提出对“摩尔吉布斯自由能”和“化学势”这个概念进行讨论,强调热力学中的“化学势”是一个类似于电势、温度和压强一般的强度量。
据龙庆老师说,他此举受到了几位材料热力学大权威的批评。编者凭三寸不烂之舌,说服龙庆老师在其短评 [1] 基础上用中文加以科普性扩充,作为短评 [1] 的宣传推广性文章发布在《量子材料》公众号上。我们期待看君批评、以正视听。
当然,这篇短评的主题与量子材料并无直接关系。但是,鉴于材料热力学是带有普适性的理论基础,此主题的重要性和普适性不言自明!
图1. 热力学之于我们的日常生活,虽然不是每一位都了解细节,但大致上心知肚明。
(A) http://gy.kimiq.com/what-does-gibbs-free-energy-predict/
(B) http://ch301.cm.utexas.edu/thermo/#free-energy/spontaneity.html
1.引子
热力学,当然是自然科学的基础之一,这毫无疑问。