비균일 시스템의 자유 에너지. I. 경계면 자유 에너지

비균일 조성 또는 밀도의 등방성 시스템의 부피 V의 자유 에너지가 다음과 같이 주어진다는 것을 보여준다: NV∫V f0(c)+κ(▿c)2dV, 여기서 NV는 단위 부피당 분자의 수, ▿c는 조성 또는 밀도 기울기, f0는 동질 시스템의 분자당 자유 에너지, κ는 일반적으로 c와 온도에 의존할 수 있는 매개변수이며, 그러나 규칙적인 용액의 경우 평형상수로 평가할 수 있다. 이 식은 두 개의 공존하는 상 사이의 평면 경계면의 성질을 결정하는 데 사용된다. 특히, 우리는 경계면의 두께가 온도가 증가함에 따라 증가하고 임계 온도 Tc에서 무한해지며, Tc 바로 아래 온도 T에서 경계면 자유 에너지 σ가 (Tc−T)32에 비례한다는 것을 발견한다. 예측된 경계면 자유 에너지와 그 온도 의존성은 기존의 실험 데이터와 일치하는 것으로 나타났다. 경계면 두께의 광학 측정을 사용하여 우리의 처리를 추가로 확인할 가능성에 대해 간략히 논의된다.