第三节实际气体,逸度 real gases, fugacity 单组分实际气体的化学势和逸度: 对于纯的实际气体( real gas),有: (OW/Op)T=(OGm/Op)T=V 在恒温恒压下,对上式积分可得 μ=p(T)+∫Vndp (8) 理论上,只要知道实际气体的pV-T关系,即状态方程 式,即可由上式求出任意状态下实际气体的化学势μ 但实际气体的状态方程式往往很复杂,求解积分相当 困难
第三节 实际气体,逸度 real gases,fugacity •一.单组分实际气体的化学势和逸度: • 对于纯的实际气体(real gas),有: • (¶m/¶p)T =(¶Gm/¶p)T =Vm • 在恒温恒压下,对上式积分可得: • m=m 0 (T)+∫Vmdp (8) • 理论上,只要知道实际气体的p-V-T关系,即状态方程 式,即可由上式求出任意状态下实际气体的化学势m. • 但实际气体的状态方程式往往很复杂, 求解积分相当 困难
为方便地表达实际气体的化学势, Lewis提出了逸度 的概念,使实际气体化学势与理想气体化学势的表 达式具有相近的数学表达形式: u=H+RT In(f/p) (10 气体的逸度( (fugacity); 逸度系数 fugacity coefficiant; 实际气体的标态化学势 实际气体的标准状态定义为: 纯气体,温度为T,压力为100,000a 其行为仍服从理想气体状态方程的虚拟态
• 为方便地表达实际气体的化学势,Lewis提出了逸度 的概念, 使实际气体化学势与理想气体化学势的表 达式具有相近的数学表达形式: • m= m 0+RT ln(f/p0 ) (9) • f=gp (10) • f: 气体的逸度(fugacity); • g: 逸度系数(fugacity coefficiant); • m 0 : 实际气体的标态化学势. • 实际气体的标准状态定义为: • 纯气体, 温度为T, 压力为100,000Pa, 其行为仍服从理想气体状态方程的虚拟态
实际气体的标准态 实际气体有下式成立: im/p=limy=1(p趋于0) 当实际气体压力为1p时,其8 状态为B点,不为1 实际气体的标准态为A点是 理想气体¨ 假设当实际气体压力为1标6 准压力时,其行为仍服从理想 气体方程逸度系数仍等于1 的虚拟态 实际气体 实际气体的逸度等于1时,其3 压力不为1,此状态由点R表 2 示,对于不同的实际气体,R点 的部位也不同 R 0 234567891
实际气体的标准态 实际气体有下式成立: limf/p=limg=1 (p趋于0) 当实际气体压力为1p 0 时, 其 状态为 B 点 , f不为1. 实际气体的标准态为 A 点 , 是 假设当实际气体压力为 1 标 准压力时 ,其行为仍服从理想 气体方程逸度系数 仍等于 1 的虚拟态 . 实际气体的逸度等于 1 时, 其 压力不为1,此状态由点 R 表 示 ,对于不同的实际气体 , R 点 的部位也不同 . 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4327189 10065 理想气体 实际气体 f R p AB
理想气体∴ 实际气体的标准态 虚拟态,p=1,f=1 实际气体 2 :: B(标准压力下实际气体的状态)
0 1 2 3 4 5 0 5 4 3 2 1 理想气体 实际气体 p f B（标准压力下实际气体的状态） A 实际气体的标准态 虚拟态,p=1,f=1
气体混合物的逸度 对于混合气体中的组分,可类似地定义其逸度为: H =H (T)+RT In(f /p) μ①是i组分的标态化学势,其标准状态的规定与前相同 定义: Yi=f/p (12) Y;为i组分的逸度系数 对于任意实际气体,当气体的压力趋近于零时,实际气体的行为 趋近于理想气体的行为,实际气体的逸度系数趋近于1,其逸度 趋近于压力: lim(f, /pi =lim=1 当p→0时(13)
•二. 气体混合物的逸度: • 对于混合气体中的组分, 可类似地定义其逸度为: • mi =mi 0 (T)+RT ln(fi /p0 ) (11) • mi 0 (T)是i组分的标态化学势, 其标准状态的规定与前相同. • 定义: gi =f i /pi (12) • gi 为i组分的逸度系数. • 对于任意实际气体, 当气体的压力趋近于零时, 实际气体的行为 趋近于理想气体的行为, 实际气体的逸度系数趋近于1, 其逸度 趋近于压力: • lim(fi /pi )=limgi=1 当p→0时 (13)