Lotność (gaz)

Lotność i Aktywność Ciśnieniowa Gazów

Lotność, znana również jako aktywność ciśnieniowa, odnosi się do efektywnego ciśnienia gazu rzeczywistego, które różni się od ciśnienia określanego przez prawo gazu doskonałego. W przypadku gazów rzeczywistych, stosunek lotności do ciśnienia wyraża współczynnik lotności, oznaczany jako $\phi$ .

Definicja Lotności

Lotność definiuje się poprzez potencjał chemiczny $\mu$ według wzoru:

$\mu = \mu^o + RT \ln \left( \frac{f}{p^o}\right),$
gdzie:

$\mu^\circ$ – standardowy potencjał chemiczny
$p^\circ$ – ciśnienie standardowe
$R$ – uniwersalna stała gazowa
$T$ – temperatura

Wyznaczanie Lotności

Do określenia lotności $f$ dla ciśnienia $p_x$ wykorzystuje się całkową zależność współczynnika lotności:

$\ln \phi = \int\limits_0^{p_x} \frac{Z-1}{p} dp,$
gdzie $Z$ to współczynnik ściśliwości gazu, obliczany jako $Z = \frac{p V_m}{R T}$ .

Dla gazu doskonałego, gdzie $Z = 1$ , mamy $\ln\phi = 0$ , co prowadzi do $\phi = 1$ i $f = p$ .

Analiza Wartości Współczynnika Lotności

Wartość współczynnika lotności pozwala na ocenę odchyleń od doskonałości gazu:

$\phi < 1$ – siły przyciągające międzycząsteczkowe dominują
$\phi = 1$ – gaz zachowuje się jak doskonały
$\phi > 1$ – siły odpychające międzycząsteczkowe są silniejsze

Zastosowanie Lotności w Analizie Równowag Chemicznych

Aby poprawnie analizować równowagi chemiczne w warunkach wysokich ciśnień i gęstości, konieczne jest używanie lotności składników gazowych zamiast ich ciśnień.

Podsumowanie

Lotność i współczynnik aktywności ciśnieniowej są kluczowymi pojęciami w termodynamice gazów, które umożliwiają lepsze zrozumienie zachowań gazów w różnych warunkach. Ich właściwe zrozumienie jest niezbędne w zastosowaniach technologicznych oraz w analizie równowag chemicznych.

Najnowsze aktualności: