Fugazität

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Die Fugazität z ist eine Größe aus der Physik. Dabei unterscheidet man zwei Definitionen, welche vom Fachgebiet abhängen.

Definition aus der statistischen Physik[Bearbeiten]

In der statistischen Physik, die die Grundlage der Thermodynamik bildet, ist die Fugazität definiert als dimensionslose Funktion des chemischen Potentials \mu und der Temperatur T:

z = \mathrm{e}^{\tfrac{\mu}{k_\mathrm{B} T}}

mit

Die Fugazität taucht auf als Faktor beim Übergang von der kanonischen Zustandssumme Z(T,V,N), die Systeme mit konstanter Teilchenzahl N beschreibt, zur großkanonischen Zustandssumme  \Xi (T,V,\mu) , die zur Beschreibung von Systemen mit variabler Teilchenzahl geeignet ist:

\Xi(T,V,\mu) = \sum_{N=0}^{\infty}{z^{N}Z(T,V,N)}.

Definition aus der Thermodynamik[Bearbeiten]

In der Thermodynamik kann die Fugazität als effektiver (oder korrigierter) Druck eines realen Gases aufgefasst werden, welches im Zusammenhang einer Druckänderung betrachtet wird:

z = \phi \cdot p

Der dimensionslose Faktor \phi wird als Fugazitätskoeffizient bezeichnet. Er beschreibt die Abweichung des Verhaltens des realen Gases vom idealen Gas. Er ist druckabhängig: bei sehr kleinen Drücken nähert er sich der 1 an, bei hohen Drücken kann er erheblich von 1 abweichen. siehe auch: Realgasfaktor

Die Fugazität ist wie der Druck eine intensive Größe und besitzt auch die Einheit eines Druckes, also z.B. Pascal.

Wesentliche für ideale Gase geltende Gesetzmäßigkeiten können auch für reale Gase angewandt werden, wenn man in den Gleichungen den Druck (bzw. Partialdruck in Gasgemischen) durch die Fugazität ersetzt. Speziell von Vorteil ist die Verwendung der Fugazität bei der Bestimmung der Gibbs-Energie für den Zustand des realen Gases nach der Druckänderung.

Weitere Erklärung[Bearbeiten]

Eine andere anschauliche Erklärung ist, dass die Fugazität die Neigung des Moleküls, das System zu verlassen, angibt. Das erklärt auch den Begriff selbst, vom lateinischen fugare (= vertreiben).

siehe auch: Flüchtigkeit

Literatur[Bearbeiten]