
【化】 gas-liquid equilibrium(GLE)
gas
【醫】 aer-; aero-; air; atmo-; physo-; pneuma; pneuma-; pneumato-; pneumo-
fluid; liquid; succus
【化】 liquor
【醫】 Fl.; fld.; Fluid; humor; juice; Liq.; sap; succi; succus
balance; counterpoise; equation; equilibrium; equipoise; poise; standoff
【計】 balancing; equalization
【化】 equilibrium
【醫】 balance; bilanz; equilibration; equilibrium
【經】 balancing; counterbalance; equalization; equilibrium; in balance; level
氣液平衡(Vapor-Liquid Equilibrium,VLE)是物理化學與化工熱力學領域的重要概念,指在密閉系統中氣态與液态兩相共存時,各組分的逸度或化學勢達到相等的動态穩定狀态。該現象遵循吉布斯相律,可用Clapeyron方程描述: $$ frac{dP}{dT} = frac{Delta H_{vap}}{T(V_g - Vl)} $$ 其中$Delta H{vap}$為汽化焓,$V_g$和$V_l$分别為氣相與液相摩爾體積。
工業應用中,氣液平衡原理是精餾塔設計(來源:Perry's Chemical Engineers' Handbook)、石油分餾(來源:MIT OpenCourseWare《分離過程原理》)及溶劑回收系統的理論基礎。例如在乙醇-水體系的共沸點預測中,需通過活度系數模型(如NRTL方程)修正非理想溶液行為(來源:IUPAC化學工程術語庫)。
權威參考文獻:
氣液平衡是熱力學和化工領域的重要概念,指在封閉系統中氣液兩相共存時,各組分在兩相中的分布達到動态平衡的狀态。以下是其核心要點:
基本定義與熱力學條件
當氣液兩相達到平衡時,各組分的化學勢(或逸度)相等,且溫度、壓力、吉布斯自由能等熱力學參數在兩相中一緻。此時,宏觀上物質傳遞停止,但微觀上仍有方向相反的物質轉移,且速度相等。
動态平衡的表現
例如,液相中溶解的氣體濃度與其在氣相中的分壓呈固定關系。若系統受到擾動(如溫度或壓力變化),平衡會被打破,直至重新建立新的平衡狀态。
多組分系統的複雜性
對于含多種成分的系統(如苯與甲苯混合物),各組分在氣液兩相中的濃度分布需滿足更複雜的平衡關系。此時需結合相圖或經驗公式(如拉烏爾定律、亨利定律)進行分析。
實際應用與臨界溫度的影響
氣液平衡是蒸餾、吸收等化工操作的理論基礎。臨界溫度是區分“汽”與“氣”的關鍵:若組分溫度低于臨界溫度(如苯的臨界溫度為288.9℃),可加壓液化,屬于汽液平衡;高于臨界溫度的氣體(如氮氣,臨界溫度-147℃)無法液化,其溶解屬于氣液平衡。
氣液平衡描述了物質在氣液兩相中分布的穩定狀态,其條件由熱力學參數和組分性質共同決定,對工業分離過程設計至關重要。更多案例可參考相關教材或熱力學資料。
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