리얼 가스

Real gas

실제 가스는 분자가 공간을 차지하고 상호작용을 하는 비이상의 기체다. 결과적으로 그들은 이상적인 가스 법칙을 따르지 않는다. 실제 가스의 행동을 이해하려면 다음 사항을 고려해야 한다.

대부분의 용도에서는 그러한 상세한 분석이 불필요하며, 이상적인 기체 근사치를 합리적인 정확도로 사용할 수 있다. 반면에, Joule–을 설명하기 위해, 실제 가스 모델은 기체의 응축 지점 근처, 임계 지점 근처, 매우 높은 압력에서 사용되어야 한다.Thomson 효과 및 다른 덜 일반적인 경우. 이상성으로부터의 편차는 압축성 인자 Z로 설명할 수 있다.

모델

실제 가스의 등소

짙은 청색 곡선 - 임계 온도보다 낮은 등각. 녹색 섹션 – 측정 가능한 상태

F 지점 왼쪽의 섹션 - 일반 액체.
점 F – 비등점
라인 FG – 액체 및 가스상 평형
섹션 FA – 과열된 액체.
섹션 F′A – 늘어난 액체(p<0)
섹션 AC – 물리적으로 불가능한 등심 분석 지속
섹션 CG – 과냉각 증기.
G 지점 – 이슬 지점
점 G의 오른쪽에 있는 그림 – 일반 가스.
FAB와 GCB는 동일하다.

빨간색 곡선 – 임계 등각.
K 지점 – 임계 지점

연한 청색 곡선 – 초임계 등각

반데르발스 모델

실제 가스는 종종 어금니 무게와 어금니 부피를 고려하여 모델링된다.

또는 다음 중 하나:

여기서 p는 압력, T는 온도, R은 이상적인 기체 상수, Vm 어금니 체적. ab는 각 기체에 대해 경험적으로 결정되는 매개변수지만, 때로는 이러한 관계를 이용하여 임계 온도(Tc)와 임계 압력(pc)에서 추정한다.

임계점에 있는 상수는 매개변수 a, b:의 함수로 표현될 수 있다.

With the reduced properties 방정식은 다음과 같이 축소된 형태로 작성할 수 있다.

레드리히-쿵 모형

V-Der-Waals 모델 및 이상적인 가스(V0=RTc/pc 포함)와 비교한 Redlich-Kwong 모델의 임계 등가선

Redlich-Kwong 방정식은 실제 가스를 모형화하는 데 사용되는 또 다른 2-모수 방정식이다. 그것은 거의 항상 반 데르 발스 방정식보다 정확하며, 종종 세 개 이상의 매개변수를 가진 일부 방정식보다 더 정확하다. 방정식은

또는 다음 중 하나:

여기서 ab는 반 데르 발스 방정식과 동일한 매개변수가 아닌 두 개의 경험적 매개변수다. 이러한 매개변수는 다음과 같이 결정할 수 있다.

임계점에 있는 상수는 매개변수 a, b:의 함수로 표현될 수 있다.

Using 상태 방정식은 다음과 같이 축소된 형태로 작성할 수 있다.

= - 0.

Bertelot 및 수정된 Bertelot 모델

Berthelot 방정식(D의 이름을 따서 이름. 베르테롯)[1]은 매우 드물게 사용되며,

하지만 수정된 버전은 좀 더 정확하다.

디에테리시 모델

이 모델(C의 이름을 딴 모델) 디에테리치[2])는 최근 몇 년간 사용이 중단되었다.

매개변수 a, b 및

클로스 모형

클라우시우스 방정식(Rudolf Closius의 이름을 따서 명명)은 기체를 모형화하는 데 사용되는 매우 간단한 3변수 방정식이다.

또는 다음 중 하나:

어디에

여기c V는 중요한 볼륨이다.

처녀자리 모형

처녀 방정식은 통계 역학의 섭동적 처리에서 비롯된다.

또는 대안으로

여기서 A, B, C, A′, B′, C′은 온도에 따라 달라지는 상수다.

펑-로빈슨 모델

펑-로빈슨 주의 방정식(D.-Y.의 이름) Peng과 D. B[3]. Robinson)은 실제 가스뿐만 아니라 일부 액체를 모델링하는 데 유용한 흥미로운 특성을 가지고 있다.

볼 모델

Wohl 모델, Van der Waals 모델 및 이상적인 가스 모델(V0=RTc/pc 포함)의 임계 온도에서의 Isotherm(V/V-0>p_r)
운터수충겐 über die Zustandsleichung, 페이지 9,10, Zeitschr. f. 피시칼. 케미로87번길

Wohl 방정식(A의 이름을 따서 명명) Wohl[4])은 임계치 측면에서 공식화 되어 있어 실제 가스 상수를 이용할 수 없을 때는 유용하지만, 예를 들어 임계 부피 이상으로 부피가 수축될 때 압력이 급격히 감소하는 것을 보여주듯이 고밀도에는 사용할 수 없다.

또는:

또는 다음 중 하나:

어디에

= V 4 b}}{4 m,c = 4 15 R C {\c}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}:{c}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
, where are (respectively) the molar volume, the pressure and the temperature at the critical point.

And with the reduced properties 축소된 형태로 첫 번째 방정식을 쓸 수 있다.

비티-브리지만 모델

[5] 이 방정식은 실험적으로 결정된 5개의 상수에 기초한다. 라고 표현하고 있다.

어디에

이 방정식은 약 0.8cr dens까지의 밀도에 대해 합리적으로 정확한 것으로 알려져 있는데, 여기서 ρcr 임계점에 있는 물질의 밀도다. The constants appearing in the above equation are available in the following table when p is in kPa, v is in , T is in K and R = 8.314

가스 A0 a B0 b c
공기 131.8441 0.01931 0.04611 −0.001101 4.34×104
아르곤, 아르곤 130.7802 0.02328 0.03931 0.0 5.99×104
이산화탄소, CO2 507.2836 0.07132 0.10476 0.07235 6.60×105
헬륨, 헤 2.1886 0.05984 0.01400 0.0 40
수소2, H 20.0117 −0.00506 0.02096 −0.04359 504
질소2, N 136.2315 0.02617 0.05046 −0.00691 4.20×104
산소2, O 151.0857 0.02562 0.04624 0.004208 4.80×104

베네딕트-웹-루빈 모델

BWR 방정식, 때로는 BWRS 방정식이라고도 한다.

여기서 d는 어금니 밀도이고 a, b, c, A, B, C, α, γ은 경험적 상수다. γ 상수는 상수 α의 파생물이므로 1과 거의 동일하다는 점에 유의한다.

열역학적 팽창 작업

실제 가스의 팽창 작업은quantity V f - P ) 의 양에 따라 이상적인 가스의 팽창 작업과는 다르다.

참고 항목

참조

  1. ^ D. Travaux et Mémoires du Bureau 국제 des Poids et Mesures Tome 13세(파리: Gautier-Villars, 1907년)
  2. ^ C. 디에테리시, 앤. 물리 화학 위데만 앤 69, 685 (1899년)
  3. ^ Peng, D. Y. & Robinson, D. B. (1976). "A New Two-Constant Equation of State". Industrial and Engineering Chemistry: Fundamentals. 15: 59–64. doi:10.1021/i160057a011.
  4. ^ A. Wohl (1914). "Investigation of the condition equation". Zeitschrift für Physikalische Chemie. 87: 1–39. doi:10.1515/zpch-1914-8702. S2CID 92940790.
  5. ^ 유누스 A. 첸겔과 마이클 A. 볼트, 열역학: 엔지니어링 접근법 7판, McGraw-Hill, 2010, ISBN 007-352932-X
  6. ^ Gordan J. Van Wilen과 Richard E. Sonntage, Classic 열역학 기본, 3번째 Ed, New York, John Wiley & Sons, 1986 P46 표 3.3

추가 읽기

외부 링크