Chemisches Potenzial

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Das chemische Potenzial gibt die Energie an, die erforderlich ist, um einem System aus vielen Teilchen ein weiteres Teilchen hinzuzufügen. Ob und welche Energie zum Hinzufügen erforderlich ist, hängt vom betrachteten System ab.

Beispiele: In einem Festkörper bei T = 0 K sind alle Energiezustände bis zur Fermi-Energie mit Elektronen besetzt. Um eine weiteres Elektron hinzuzufügen, ist mindestens die Fermi-Energie erforderlich. Daher sind hier Fermi-Energie und chemisches Potenzial gleichbedeutend.
Die innere Energie eines idealen Gases ist $U= \frac 3 2 n R T$. Wenn man bei konstanter Temperatur die Stoffmenge n ändert, dann ändert sich auch die innere Energie. Das Hinzufügen von Teilchen erfordert folglich Energie.