Lotność (gaz)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Lotność (aktywność ciśnieniowa, fugatywność)termodynamicznie efektywne ciśnienie (lub ciśnienie cząstkowe) gazu. Gaz rzeczywisty wykazuje inne ciśnienie, niż wynikające z praw gazu doskonałego (dla którego lotność jest równa ciśnieniu). Stosunek lotności i ciśnienia to współczynnik lotności (współczynnik aktywności ciśnieniowej). Współczynnik lotności może być zarówno większy, jak i mniejszy od jedności:

gdzie:

f – lotność (aktywność ciśnieniowa)
– współczynnik lotności (współczynnik aktywności gazu); dla gazu doskonałego
p – ciśnienie.

Lotność jest definiowana poprzez potencjał chemiczny μ:

gdzie:

μ° – standardowy potencjał chemiczny
p° – ciśnienie standardowe
R – uniwersalna stała gazowa
Ttemperatura.

Doświadczalne wyznaczenie lotności f odpowiadającej ciśnieniu px polega na obliczeniu współczynnika lotności z poniższej zależności całkowej, na podstawie danych eksperymentalnych – po pomnożeniu przez ciśnienie px otrzymamy lotność f:

gdzie – mierzony eksperymentalnie współczynnik ściśliwości gazu.

Jak łatwo zauważyć, dla gazu doskonałego (Z = 1) dostaniemy zawsze , skąd oraz .

Jeżeli znana jest postać algebraiczna zależności Z(p), np. współczynniki wirialnego równania stanu gazu B′, C′, D′..., wówczas po scałkowaniu otrzymamy prostą zależność algebraiczną:

Analizując wartość współczynnika lotności można określić charakter odchyleń od doskonałości dla danego gazu:

  • – przeważają siły międzycząsteczkowego przyciągania
  • – gaz zachowuje się podobnie do gazu doskonałego
  • – przeważa międzycząsteczkowe odpychanie.

Aby móc prawidłowo analizować równowagi chemiczne przy wysokich ciśnieniach oraz gęstościach (warunki interesujące w zastosowaniach technologicznych), należałoby w miejsce ciśnień składników gazowych używać ich lotności.