fugacity komponen dalam campuran panduan komprehensif

Termodinamika – Memahami Fugasi dalam Suatu Campuran

Selamat datang di dunia termodinamika yang menakjubkan! Hari ini, kita akan menggali lebih dalam ke dalam konsep fugacity dalam campuran.

Dalam ranah termodinamika kimia, fugasitas memainkan peran penting dalam menentukan perilaku komponen dalam suatu campuran. Secara informal, anggaplah fugasitas sebagai tekanan yang dikoreksi yang menggantikan tekanan nyata untuk mempertimbangkan perilaku non-ideal.

Fugasi: Rumus Dijelaskan

Pertama, mari kita letakkan rumus untuk fugacity dalam bentuk yang sederhana:

Formula: f_saya = φ_saya x_saya p

f_saya (fugasi)Tekanan efektif dari komponen ke-i dalam campuran (diukur dalam Pascal atau Pa).
φ_saya koefisien fugasSebuah kuantitas tanpa dimensi yang mewakili deviasi dari perilaku gas ideal.
x_saya fraksi molRasio jumlah mol dari komponen ke-i terhadap total jumlah mol dalam campuran.
P (tekanan total)Tekanan total campuran gas (diukur dalam Pascal atau Pa).

Memecah Formula

Dalam rumus kami, fugasitas f_saya komponen dalam suatu campuran dapat dipahami melalui langkah langkah berikut:

1. Menentukan Fraksi Mol

Fraksi mol x_saya penting untuk menentukan proporsi setiap komponen dalam campuran, yang Anda hitung dengan membagi jumlah mol dari komponen tertentu dengan jumlah total mol dalam campuran.

Contoh: Jika campuran kami mengandung 2 mol karbon dioksida (CO2)₂dan 3 mol nitrogen (N)₂), fraksi mol CO₂ (x_CO2adalah x_CO2 = 2 / (2 + 3) = 0.4.

2. Koefisien Fugacity

Koefisien fugas φ_saya adalah faktor koreksi yang menyesuaikan tekanan untuk memperhitungkan perilaku gas non-ideal. Biasanya, koefisien ini diperoleh melalui persamaan keadaan atau data empiris.

3. Tekanan Total

Tekanan total p adalah tekanan keseluruhan dalam campuran gas, biasanya diukur dalam Pascal (Pa).

Dengan komponen komponen ini disiapkan, Anda sekarang dapat menentukan fugasitas komponen yang diberikan dalam campuran tersebut:

Contoh: Diberikan koefisien fugas, φ_CO2 = 0.85dan tekanan total sebesar P = 100.000 Pa untuk karbon dioksida (CO₂pada fraksi mol x_CO2=0.4fugacity f_CO2 = 0,85 * 0,4 * 100.000 = 34.000 Pa.

Pertanyaan Umum tentang Fugacity

Q: Bagaimana hubungan fugacity dengan skenario dunia nyata?

Dalam pengolahan gas alam dan penyulingan minyak, pemahaman tentang fugacity membantu insinyur mengoptimalkan kondisi untuk reaksi dan pemisahan, memastikan proses yang efisien dan efektif.

T: Mengapa tekanan nyata tidak cukup?

Tekanan nyata tidak mempertimbangkan interaksi antar molekul dan deviasi dari perilaku ideal; fugasitas mengompensasi faktor faktor ini, memberikan representasi yang lebih akurat.

Q: Dapatkah fugacitas menjadi negatif?

Tidak, fugasitas, yang mewakili tekanan efektif, selalu positif.

Meja:

Komponen	Fraksi Mol (x_saya\	Koefisien Fugacity (φ_saya\	Tekanan Total (P)	Fugacity (f_saya\
Komponen A	0,3	0,9	100.000 Pa	27.000 Pa
Komponen B	0,7	0,95	100.000 Pa	66.500 Pa

Aplikasi di Industri

Dalam industri kimia, perhitungan yang akurat yang melibatkan fugacity membantu dalam memprediksi dan mengontrol reaksi kimia, mengoptimalkan kondisi di reaktor, dan meningkatkan hasil material.

Ringkasan

Memahami fugasitas dalam campuran sangat penting dalam bidang termodinamika karena menjembatani kesenjangan antara perilaku gas ideal dan nyata, yang memungkinkan perhitungan teliti yang diperlukan dalam berbagai proses industri.

Tags: Termodinamika, Kimia

Phi:
X:
Tekanan: