Fugacidade

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A fugacidade (f) é uma propriedade termodinâmica intensiva criada de forma a generalizar a equação diferencial do potencial químico, dada, para um gás ideal, por:

d\mu = RT dln p (1)

No caso de uma substância real, a fugacidade substitui a pressão na equação (1) e a mesma se torna:

d\mu = RT dln f (2)

sendo a equação (2) totalmente geral, válida para qualquer substância em fase gasosa, líquida ou sólida. No caso dos gases reais, sua relação com a pressão do gás é dada através de um fator empírico, chamado coeficiente de fugacidade, definido por:

\gamma (T,P) = f/p (3)

onde f = fugacidade do gás; p = pressão exercida pelo gás.

A medida que o gás se aproxima da idealidade, a fugacidade do gás se confunde com a pressão que o mesmo exerce sobre o recipiente que o contém, ou seja:

{\textstyle \lim_{p\rightarrow0} f = p} (4)

.

Diferencial da fugacidade[editar | editar código-fonte]

A fugacidade, como uma propriedade termodinâmica, é considerada uma função de estado, e sua diferencial total é dada por:

df = \biggl({\operatorname{\partial}\!f\over\operatorname{\partial}\!T}\biggr)_p dT + \biggl({\operatorname{\partial}\!f\over\operatorname{\partial}\!p}\biggr)_T dp (5)

Geralmente, essa diferencial é expressa em termos logaritmos como:

dlnf = \biggl({\operatorname{\partial}\!ln f\over\operatorname{\partial}\!T}\biggr)_p dT + \biggl({\operatorname{\partial}\!ln f\over\operatorname{\partial}\!p}\biggr)_T dp (6)

Mas, da equação (1), observamos que:

dln f = d\mu/RT

Logo:

\biggl({\operatorname{\partial}\!ln f\over\operatorname{\partial}\!lnp}\biggr)_T = Z (7)

\biggl({\operatorname{\partial}\!ln f\over\operatorname{\partial}\!T}\biggr)_p = \bigtriangleup_{trs} H /RT^2 (8)

Onde na equação (8), \bigtriangleup_{trs} H representa a variação de entalpia que acompanha a transição do estado atual da substância ao estado de gás ideal.

Então, podemos concluir que a diferencial total do logaritmo neperiano da fugacidade será dada por:

dlnf =  (V_m /RT) dp + (\bigtriangleup_{trs} H /RT^2)  dT (9)