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逸度
鎖定
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的理想氣體的壓強。理想氣體的逸度與壓強相等。例如 0°C 下 100個大氣壓下的氮氣的逸度為 97.03 個大氣壓,這意味着它與 97.03 個大氣壓下的氮氣理想氣體有着相同的化學勢。
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純氣體逸度(或逸度係數)的計算方法主要包括以下三種:用真實氣體狀態方程的解析法、以對應態原理為基礎的普遍化方法以及用pVT數據通過剩餘體積的圖解積分法。工程上廣泛採用的是前兩種方法。
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逸度定義
為了保留理想條件下表達式的簡單形式,又能使該式適用於真實氣體,在計算真實氣體的Gibbs自由焓時可以用最簡單的形式描述理想氣體與真實氣體的偏差,引入一個稱為逸度f的有效壓力——一個與壓力和温度相關的函數,來代替真實壓力p,得出有關逸度的熱力學表達式:
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例如,根據273K不同壓強下氮氣的逸度表格,可知在100個大氣壓下,即100atm下,氮氣的逸度為97.03atm。這表示100個大氣壓下的實際氣體氮氣的化學勢與相同條件下97.03個大氣壓下的理想氣體氮氣相等。壓力越小,氣體越接近理想氣體,逸度的值越接近理想氣體的壓力。
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逸度逸度係數
其中φ是無量綱的逸度係數,通常取決於温度,壓力和氣體的特性。
[1]
逸度係數的大小常用來衡量實際氣體偏離理想氣體的程度。逸度係數大於0且小於等於1。氣體的逸度係數等於1, 則表明該氣體為理想氣體。
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逸度影響因素
逸度温度
根據Gibbs自由焓的定義:
對於理想氣體,則有:
或
由於
則:
逸度壓力
等温度下逸度隨壓力的變化為:
逸度純液體逸度計算
上式右邊第一項
所計算的是飽和蒸汽(處於系統温度T和飽和蒸氣壓
下)的逸度
,當氣液處於平衡狀態時,飽和蒸汽的逸度和飽和液體的逸度相等,即
;第二項積分則計算將液體從
壓縮至液體壓力p時逸度的校正值,所以上式可寫為:
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整理得:
逸度混合物逸度計算
或
逸度公式
逸度純物質
逸度溶液或混合物
逸度混合物中組分
- 參考資料
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- 1. Peter Atkins, Julio de Paula.Atkins' Physical Chemistry (8th edn):W.H. Freeman and Company,2006:p.109-p.112
- 2. 施雲海主編;王豔莉,彭陽峯,彭昌軍編寫.化工熱力學(第2版):上海:華東理工大學出版社,2013:57-62
- 3. 宋春敏.化工熱力學.東營:石油大學出版社,2016:p75-p85
- 4. 陳飛武,顧聰,錢維蘭,李旭琴.非理想氣體的逸度因子和非理想溶液的活度係數[J].大學化學,2017,32(08):66-70 .中國知網.2017[引用日期2020-04-30]