Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зубарев В.Н. -> "Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях" -> 4

Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях - Зубарев В.Н.

Зубарев В.Н., Козлов А.Д., Кузнецов В.Д. Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 232 c.
ISBN 5-283-00108-3
Скачать (прямая ссылка): teplofizsvoystvagazov1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 104 >> Следующая


Для расчета таблиц термодинамических свойств газов в области относительно высоких плотностей недостаточно знать только второй вириальный коэффициент или даже второй и третий; нужны еще и старшие вириальные коэффициенты, по крайней мере еще четвертый, а еще лучше четвертый и пятый. Кроме того, по-возможности желательно знать значения вкладов в третий вириальный коэффициент вследствие неаддитивности энергии взаимодействия.

Для расчета таблиц свойств переноса, в первую очередь вязкости и теплопроводности газов, необходимо знать соответствующие интегралы столкновений, второй и третий вязкостные вириальные коэффициенты и аналогичные коэффициенты для теплопроводности; последующие вириальные коэффициенты для вязкости и теплопроводности практически не нужны, так как зависимость вязкости и теплопроводности газа от плотности небольшая.

Таким образом, набор требуемых величин, которые должны быть рассчитаны на основании теоретических представлений на базе применения выбранного потенциала межмолекулярного взаимодействия, достаточно велик. Работа по расчету этих и некоторых других функций для различных потенциалов межмолекулярного взаимодействия проводится различными исследователями уже в течение нескольких десятилетий, однако вследствие сложности этих расчетов сделано не так уж много. Только для потенциала Леннарда-Джонса (12-6) произведены все упомянутые выше расчеты; для других функций межмолекулярного взаимодействия набор рассчитанных величин значительно меньше.

В настоящей работе потенциал Леннарда-Джонса (12-6) используется весьма активно. Он имеет вид

<р(г)=4є [(с/г)12—(с/г)6], (1.5)

где с—значение г, при котором <р(г)=0, а є—глубина потенциальной ямы, которая достигается при г=21/6с. Этот потенциал является одним из самых простых реалистических потенциалов. Энергия отталкивания в нем представлена степенной функцией, жестко определенной, а из дисперсионного ряда берется только один член с шестой степенью. Использование этого потенциала дает возможность рассчитывать термодинамические свойства, а также вязкость и теплопроводность газов при относительно высоких плотностях. Критерием возможности применения потенциала Леннарда-Джонса (12-6) к конкретному газу является качество аппроксимации термодинамических и переносных свойств в широком диапазоне температур и давлений.

Потенциал Леннарда-Джонса (12-6), естественно, не описывает электростатической составляющей межмолекулярного взаимодействия, и поэтому его нельзя применять для таких веществ, как, например, водяной пар, молекула которого обладает большим дипольным моментом. Но для многих одноатомных и двухатомных газов такой потенциал оказывается вполне применимым, несмотря на свою простоту. Тем не менее применение потенциала Леннар-да-Джонса (12-6) даже для двухатомных газов требует особого подхода и некоторой осторожности, однако в плане поставленной задачи—экстраполяции теплофизических свойств в область высоких температур и давлений—решается просто. Особенностью многих двухатомных газов является то, что молекулы этих газов, не имея дипольного момента, обладают квадрупольным моментом. Квадрупольное взаимодействие не описывается потенпиалом Леннарда-Джонса.

9 Однако хороню известно, что средняя энергия квадрупольного взаимодействия пропорциональна 1/Г и. следовательно, сказывается в основном при низких температурах [1 ]. В связи с этим для получения правильного уравнения состояния область экспериментальных данных, из которых определяются параметры потенциала Леннарда-Джонса, не должна охватывать низких температур; нижняя граница температуры определяется конкретным расчетом. Полученное при этом уравнение состояния будет, естественно, пригодно для экстраполяции в область высоких температур, где влияние квадрупольного взаимодействия практически не сказывается; однако при проведении расчетов по такому уравнению в области низких температур, например вблизи кривой насыщения, погрешность будет возрастать, что и соответствует теоретическим представлениям.

Зависимость приведенных вириальных коэффициентов, рассчитанных на основе потенциала Леннарда-Джонса (12-6), показана на рис. 1.1 в функции приведенной температуры. Третий, четвертый и пятый вириальные коэффициенты рассчитаны как аддитивные. Соответствующие таблицы даны в [1 и 5].

В настоящей работе используются также потенциал сферической оболочки (sphericall shell —ss) и вириальные коэффициенты, рассчитанные для этого потенциала.

В работе де Рокко и Гувера [6] сообщается о применении потенциала да для определения зависимости B(T) неполярных и полярных многоатомных молекул. Здесь молекула представляется в виде сферы диаметром d, и взаимодействие этих условных сфер описывается потенциалом (12-6). Тогда

Bs--^NrlB-Jrl Г), (1.6)

где rl=r0/d\ Т'=Т/(е/к), а расстояние г0 соответствует минимуму потенциальной энергии.

Потенциал м грехпараметрический, и естественно, что он является более гибким потенциалом, чем потенциал Леннарда-Джонса (12-6). В работе [6] опубликованы таблицы приведенного вириального коэффициента B*ss для T'= =0,2 ч-400 и г *0 = 1,2 н-4,0 и определены параметры потенциала ss для 24 веществ, из которых 5 полярных. В большинстве случаев потенциал да дает заметно лучшие результаты, чем потенциал Леннарда-Джонса (12-6).
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 104 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed