热力学是研究物质热现象和热运动规律的一门学科。热力学研究方法是根据由经验总结出的基本规律而作演绎的推论,具有普遍性和可靠性。在热力学研究的过程中,经典热力学应用最为广泛,主要用于平衡态。化学势和Gibbs-Duhem方程是热力学中的两个重要概念,在物理化学和化学热力学等学科中有着重要的应用。化学势是在研究多组分热力学体系时引进的一个热力学概念,定义为等熵等容过程中系统的热力学能对物质的量的偏导数,或等温等压下的偏摩尔Gibbs函数。因此化学势的物理意义是在所有其它量不变的条件下,向系统中添加单位摩尔的某种物质所增加的能量。化学势不仅决定着物质传递的方向和限度,还是直接衡量体系是否到达相平衡的判据。利用外场作用强化传递过程具有明显的优势,是近年来研究的热点。化学势梯度是质量传递的推动力,因此研究外场作用下的化学势能够为外场强化传质过程提供有效的理论描述方式。Gibbs-Duhem方程是热力学中的一个基本方程,它给出了描述系统状态的强度量和广延量之间的函数关系。利用Gibbs-Duhem方程可以求解二元溶液的活度,导出Gibbs吸附公式,计算吸附量等。实验表明,外场对溶液的活度及吸附量都有影响,因此外场作用的下Gibbs-Duhem方程能够为外场对溶液性质的影响及外场对界面吸附的影响提供有效的理论描述。本文从化学势的基本定义出发,在能量公理的基础上,推导出外场作用下化学势的普遍化表达式,并利用该表达式导出多种常见的化学势,例如重力化学势、离心力化学势、电化学势以及电场作用下电介质的化学势等。从两个具体的现象出发研究电场作用下电介质的化学势的应用,一是利用电场作用下电介质的化学势研究了电场作用对纯物质的气液相变过程的影响；结果表明：电场可以使极性液体的饱和蒸汽压略有上升,而对非极性液体的饱和蒸汽压没有影响。二是研究带电粒子对液滴形成过程的影响,探讨液滴的形成规律；结果表明,带电粒子作为凝结核可以有效地提高液滴的凝结过程,根据电量的大小,液滴可以逐渐凝结增大或者形成稳定的液滴。说明电场作用下的化学势可以有效地描述电场强化气液相变过程。利用热力学基本原理和Euler定理,再根据能量公理和化学势的普遍化表达式推导得出外场作用下Gibbs-Duhem方程的普遍化表达式。并利用该表达式导出外场作用下的Gibbs吸附公式,并对它进行分析和总结,得出外场对界面吸附产生影响。本工作推进了电磁场作用下热力学的发展,并为外场强化传递过程提供了一种新的研究方法。