Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Рид Р.Г. -> "Свойства газов и жидкостей" -> 15

Свойства газов и жидкостей - Рид Р.Г.

Рид Р.Г., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие — Л.: Химия, 1982. — 592 c.
Скачать (прямая ссылка): svoystvgazijidkost1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 263 >> Следующая

Глава З
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ, ОБЪЕМОМ И ТЕМПЕРАТУРОЙ ЧИСТЫХ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ
3.1. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ
В главе рассматривается зависимость объемов чистых газов и жидкостей от давления и температуры. Соотношения P—V—T для смесей даны в гл. 4. Основное внимание уделено уравнениям состояния, которые наиболее удобны для систем расчета свойств на ЭВМ.
Приведенные в этой главе уравнения состояния используются затем в гл. 5 для определения термодинамических функций отклонения от идеального состояния, а также парциальных мольных свойств.
3.2. ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Неидеальность газа может быть удобно выражена через коэффициент сжимаемости Z:
(3.2.1)
где V — мольный объем; P — абсолютное давление; T — термодинамическая температура; R — универсальная газовая постоянная.
Если мольный объем выражен в см3/моль, абсолютное давление — в атмосферах, а температура — в Кельвинах, то R= 82,04 1K Для идеального газа Z= = 1. Для реальных газов Z обычно меньше единицы, за исключением области очень высоких температур и давлений. Уравнение (3.2.1) можно использовать также для определения Z жидкости; в этом случае коэффициент сжимаемости обычно много меньше единицы.
Коэффициент сжимаемости часто коррелируется с приведенной температурой Тг и приведенным давлением Рг:
Z^f(Tn Рг) (3.2.2)
где Тг = TlTc и Pr= Р/Рс.
Функция / ( ) представлена графически на рис. 3.1—3.3 по экспериментальным P—V—T данным Нельсоном и Обертом [83]. Значения Z, определенные из этих диаграмм при данных Тг и Рг отличаются от экспериментальных на 4— 6 %, за исключением условий, близких к критическим, где коэффициент сжимаемости очень чувствителен как к 7>, так и к Рг.
Диаграммами 3.1—3.3 не следует пользоваться для сильно полярных веществ; не рекомендуются они и для гелия, водорода, неона, если не применяются специальные, модифицированные критические константы [77, 81, 84]. Для очень высоких давлений и температур употребляются диаграммы приведенное давление — приведенная температура — приведенная плотность, разработанные Бредвельдом и Праусницем [16].
В литературе опубликовано много диаграмм, подобных изображенным на рис. 3.1—3.3. Все они несколько отличаются друг от друга, что обусловлено тем, как каждая из них отражает авторский отбор экспериментальных данных, и тем, как эти данные сглаживаются. Диаграммы, представленные на рис. 3.1—3.3,
1} Если используются британские единицы измерения, т. е. если V выражено в фут3/фунт-моль, Р — в фунт-сила/дюйм2, T — в градусах Ренкина, то R = = 10,73. В международной системе единиц (СИ) V измеряется в м3/кмоль, P — в паскалях, T — в Кельвинах; в этом случае # = 8314 Н-м/(кмоль-К) или Дж/(кмоль-К).
31
точны так же, как и любые другие опубликованные двухпараметрические графики, но их преимущество состоит в том, что по ним непосредственно находится объем. Кривые приведенного объема Vr. построены с использованием идеального приведенного объема, причем в качестве масштабирующей бралась величина RTC/PC, а не V0 [120]:
Рис. 3.2. Обобщенная диаграмма коэффициента сжимаемости [83].
Уравнение (3.O.2) представляет собой пример закона соответственных состояний. Согласно этому закону, хотя и не точно, предполагается, что приведенные конфигурационные свойстваХ) всех газов и жидкостей по существу одинаковы, если'их сравнивать при одинаковых приведенных температурах и давлениях. Для P-V—T свойств этот закон дает:
V _ {ZIZC) (T/Тс)
Уг~Тс--P]Pc- " h ( П Г)
Z = Zcf2(TnPr) (3.2.4)
Значения Z0 для большинства органических веществ, за исключением очень полярных или состоящих из больших молекул газов и жидкостей, находятся в диапазоне 0,27—0,29. Если Z0 полагают постоянным, то уравнение (3.2.4) переходит в (3.2.2). В разделе 3.3 величина Z0 вводится в качестве третьего коррелирующего параметра (в дополнение к T0 и P0) при определении Z, однако не в виде (3.2.4).
В уравнении (3.2.2) T0 и P0 представляют собой масштабирующие величины, используемые для получения безразмерных T и Р. Предлагались и другие способы приведения к безразмерному виду, не получившие, однако, широкого распространения 2). Удобные для пользования таблицы значений Тс и P0 приведены в приложении А, а методы расчета критических температур и давлений описаны в разделе 2.2.
L) Приведенное свойство представляет собой отношение
Свойство Свойство в критической точке
2) Например, используя постоянные Леннарда — Джонса (см. раздел 2.7), приведенную температуру можно определить как T/(&lk), а приведенное давление — как Р/(е/а3).
W 15 20 25 30 35 40
Прибеденное давление Pn
• 3.3. Обобщенная диаграмма коэффициента сжимаемости [83]. 2 Рид Р. и др. 33
3.3. ТРЕХПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ
Зависимость (3.2.2) является параметрическим уравнением состояния; параметрами служат T0 и Pс. Это значит, что зная T0 и P0 для данной жидкости или газа, можно определить волюметрические свойства при различных температурах и давлениях. Расчет может быть выполнен по диаграммам, представленным на рис. 3.1—3.3, или можно использовать аналитическую функцию для / ( ) в уравнении (3.2.2). Оба эти метода приближенные. Было сделано много других предложений, которые при сохранении общей концепции направлены на повышение точности и расширение границ применимости расчетного способа. Наиболее успешные модификации чаще всего включают дополнительный третий параметр в функции, выраженной уравнением (3.2.2). Третий коррелирующий параметр обычно связывают либо с приведенным давлением паров при какой-либо определенной приведенной температуре, либо с каким-нибудь волюметрическим свойством в критической точке или около нее. В одной из недавно разработанных корреляций в качестве третьего параметра используется мольная поляризуемость [95]. Ниже описываются две общие хорошо проверенные трехпараметрические корреляции.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 263 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed