逸度

逸度(Fugacity)在化學熱力學中表示實際氣體的有效壓強,用 f 表示。逸度定義的出發點是化學勢與理想氣體的壓強的關係。它等於相同條件下具有相同化學勢理想氣體的壓強。

基本介紹

  • 中文名:逸度
  • 外文名:Fugacity
  • 定義:化學勢與理想氣體的壓強的關係
  • 物理學:(dG)=R*T*d(ln f)
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逸度

逸度(Fugacity)在化學熱力學中表示實際氣體的有效壓強,用表示。它等於相同條件下具有相同化學勢理想氣體的壓強。在與化學勢有關的描述理想氣體性質的熱力學式子中用逸度代替活度,即可得到相應的描述實際氣體性質的關係式。例如 0°C 下 100個大氣壓的氮氣的逸度為 97.03 個大氣壓,這意味著它與 97.03 個大氣壓下的氮氣理想氣體有著相同的化學勢。逸度可以通過實驗測定,也可以用范德華氣體模型估算。逸度與壓強的比值稱為逸度係數Φ,它是無量綱量。如下式所示:Φ=f/P

用化學勢定義逸度

逸度定義的出發點是化學勢與理想氣體的壓強的關係。
根據熱力學基本方程:dμ=dG=-SdT+VdP
定溫下對壓強從參考態壓強開始作定積分:
對於理想氣體整理後,得:
上式給出了理想氣體等溫過程中化學勢與壓強的關係。
對於實際氣體,因為狀態方程未知,上述定積分無法計算,因此引入逸度的概念,從而將實際氣體的化學勢表達式與理想氣體統一起來。
一般把上式作為逸度的定義式,也可以明確地將f解出:
作為物理學的逸度,其定義是:(dG)=R*T*d(ln f)
f就是逸度,它的單位與壓力單位相同,逸度的物理意義是它代表了體系在所處的狀態下,分子逃逸的趨勢,也就是一種物質遷移時的推動力或逸散能力。

物理學的逸度

作為物理學的逸度,其定義是:(dG)=R*T*d(ln f)
f就是逸度,它的單位與壓力單位相同,逸度的物理意義是它代表了體系在所處的狀態下,分子逃逸的趨勢,也就是一種物質遷移時的推動力或逸散能力。

相平衡與逸度

所謂相平衡指的是混合物或溶液形成若干相,這些相保持著物理平衡而共存的狀態。從熱力學上看,整個物系自由焓處於最小的狀態。從動力學來看,相間表觀傳遞速率為零。
相平衡熱力學是建立在化學位概念基礎上的。一個多組分系統達到相平衡的條件是所有相中的溫度T、壓力P和每一組分i的化學位μ相等。從工程角度上,化學位沒有直接的物理真實性,難以使用。Lewis提出了等價於化學位的物理量——逸度。它由化學位簡單變化而來,具有壓力的單位。由於在理想氣體混合物中,每一組分的逸度等於它的分壓,故從物理意義講,把逸度視為熱力學壓力是方便的。在真實混合物中,逸度可視為修正非理想性的分壓。引入逸度概念後,相平衡條件演變為“各相的溫度、壓力相同,各相組分的逸度也相等”。
即:T1=T2=......Tn (1)
p1=p2=.......pn (2)
f1=f2=.........fn (3)
逸度 f 若不與通過實驗直接測得的物理量T、P和組成相關聯,那么,式(3)也沒有任何實際用途。

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