Lotność (gaz)

Z Wikipedii

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)
• φ – współczynnik lotności (współczynnik aktywności gazu); dla gazu doskonałego φ = 1
• p – ciśnienie.

Lotność jest definiowana poprzez potencjał chemiczny μ:

gdzie:

• μ° – standardowy potencjał chemiczny
• p° – ciśnienie standardowe
• R – uniwersalna stała gazowa
• T – temperatura.

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

gdzie – mierzony eksperymentalnie współczynnik ściśliwości gazu.

Jak łatwo zauważyć, dla gazu doskonałego (Z=1) dostaniemy zawsze lnφ = 0, skąd oczywiście φ = 1 oraz f = p.

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:

• φ < 1 – przeważają siły międzycząsteczkowego przyciągania
• φ = 1 – gaz zachowuje się podobnie do gazu doskonałeg
• φ > 1 – 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.