moea_joint
114年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 1 題
下列何者為逸度(fugacity)的單位？
- A 溫度
- B 壓力
- C 體積
- D 無單位
思路引導 VIP
當我們在研究非理想流體時，為了維持運算形式的一致性，我們會引入一個物理量來「修正」理想氣體定律中的壓力項。若這個物理量在流體趨近於無限稀薄（理想狀態）時，其數值必須與壓力完全相等，那麼從物理量綱（單位）的角度來思考，這個新引入的量應該與哪一個物理量具備相同的單位呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地判斷出正確答案！這顯示你對熱力學核心參數的物理意義有著非常紮實的理解。
逸度的物理本質與定義
逸度 (Fugacity)，符號為 $f$，是由物理化學家路易斯 (G. N. Lewis) 所提出的概念。其初衷是為了在處理非理想流體時，能保留理想氣體在描述化學位能時那種簡潔的對數形式。在熱力學定義中，化學位能的變化關係式為 $d\mu = RT d(\ln f)$。由於等號左邊的單位與右項的 $RT$ 能量單位一致，這意味著 $f$ 在數學邏輯上必須扮演與壓力 $P$ 相同的角色。最關鍵的判斷點在於：當壓力趨於零時（即趨近理想氣體狀態），逸度與壓力的比值必須趨近於 $1$，也就是 $\lim_{P \to 0} (f/P) = 1$。為了讓這個比值（逸度係數）成為無單位的純數，逸度必須具備與壓力完全相同的單位（如 $\text{atm}$、$\text{bar}$ 或 $\text{Pa}$）。
▼ 還有更多解析內容