ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Однокомпонентные гетерогенные системы Взаимосвязь между температурой и давлением при сосуществовании фаз из "Химическая термодинамика Издание 2" Из принципа соответственных состояний вытекает много важных следствий . Так, например, если любые два газа имеют одинаковые значения тс и х, то они должны занимать одинаковый приведенный объем. [c.167] Уравнения с тремя константами не могут быть достлточно точными поэтому и принцип соответственных состояний, и выводы, из него вытекающие, являются приближенными. Однако ошибки расчета различных свойств газов под давлением большей частью не превышают 3—5%, а для близких по свойствам веществ, например для гомологов или для веществ с близкими температурами кипения, они значительно меньше. [c.168] Применение принципа соответственных состояний позволяет с помощью значений тс и т, прибегая в случае необходимости к свойствам газа при Р=, вычислять различные свойства газов в широком интервале температур и давлений. Большей частью целесообразно производить расчет с помощью графиков, построенных на основании уравнений, связывающих данное свойство газа с приведенными параметрами. При этом необходимо, чтобы чертежи были выполнены в достаточно большом масштабе. [c.168] Зависимость Р—V—Т. Считая, что все газы в соответственных состояниях имеют примерно одинаковые коэффициенты сжимаемости, можно воспользоваться для расчетов графиком 2 = в (я, х) (рис. 30, [В-7]), причем для Не, Нд и Ne лучшее совпадение с опытом дает замена Ркр. и Ткр. соответственно на Я.Р.+8 и T np.-fS. Этот график точнее графика i = o(x), на котором нанесены линии 8 = onst. Последний удобен для интерполяции (в силу практической прямолинейности приведенных изохор), но неточен вследствие недостоверности значений Vap. (см. стр. 206). [c.168] Как видно из рис. 30, примерно при х 3 объем любого газа при любом давлении больше Кнд. следовательно, утверждение, что нагревание газа приближает его к идеальному состоянию, не всегда справедливо. Для всех газов при it 9 при всех температурах z l и по мере увеличения температуры z- 1 однако при z = l (т = 1) газ не является идеальным, так как достаточно ничтожного изменения Р (или Т), чтобы это равенство нарушилось. [c.168] Поэтому на рис. 30 следует провести прямую, соответствующую полученному уравнению (%). Ввиду того, что обе координаты графика являются логарифмическими и равными по масштабу, эта прямая должна иметь наклон 45° (из уравнения г = Ы следует, что lg г = lg А lg я). С другой стороны, она должна проходить как через точку с координатами г = 0,149 и л=1,0 так и через точку с искомыми значениями Х2 и 2. Положение последней определяем продолжением прямой до пересечения с изотермой 2=1,02. Пересечение дает 2 = 0,4 и Л2 = 2,8. Следовательно, Р2 = 2,8Х X 78,7 = 220. Опытное значение Р = 250. [c.170] Пример 12. Объем, занимаемый 1 кг пропана при Р = 100, равен 7,81 л. Определить с помощью рис. 30 температуру газа. [c.170] Решение, тс = 2,38 К = 7,81 44,06 = 344,1. В соответствии с уравнением (VI, 58) 100 344,1 = г. 82,06-с 370,0, откуда г = 1,13/х. Далее, исходя из данных, приведенных на рис. 30, строим график г = р (х) для я = 2,38. [c.170] Пересечение полученной таким образом кривой г = 1,13/х дает искомое значение х = 1,45. Поэтому Т = 370,0 1,45 = 536,5 (263,3° С), что отличается от опытной величины (253,2° С) на 10,1°. [c.170] Пример 13. Определить с помощью рис. 30 плотность 1 моля смеси, состоящей из 25,40/о С2Н4 и 74,6%02 и находящейся при = 25 и Я = 100. [c.170] Пример 14. Найти с помощью метода псевдокритических параметров давление, под которым должна находиться смесь, состоящая из 17,6 /о NHз, 20,6% N2 и 61,8% Н2, чтобы при / = 200 1 моль ее занимал объем 112,5 мл. [c.170] Летучесть. Приняв однозначность функции у — т), можно построить графики, на которые в координатах (тг) нанесены линии х = onst. При этом окажется, что для всех газов приведенные изотермы примерно совпадают. Этот метод был проверен для 24 газов для Hg, Не и Ne необходимо пользоваться вместо и величинами (Ркр. + 8) и (Ткр.- -8). [c.171] Пример 15. Найти изменение энтальпии при сжатии 1 моля пентана от бесконечно малого давления до Р = 34, если I = 237,8. [c.177] Из опыта было найдено ДЯ= 1430. Принимая во внимание близость критической области, совпадение следует считать хорошим. [c.177] Значение первого члена правой части этого уравнения определяется с помощью рис. 30, а второго члена — по рис. 32 и 33. Величины (5 — 5р) р представлены на рис. 34 [В-7]. [c.177] Рис 34. Зависимость энтропии газов от приведенных давления и температуры. [c.178] Величина, стоящая под интегралом, может быть определена графическим дифференцированием по рис. 30. [c.179] Ввиду того что построение графика связано с многократным дифференцированием, ошибка при вычислении Ср гораздо больше, чем при вычислении Н, и может достичь нескольких десятков процентов [особенно в критической области (тс, т- )]. Однако экспериментальные данные по зависимости Ср= (Р) крайне скудны, а сопоставление значений, вычисленных на основании обработки экспериментальных данных по сжихмаемости газов (см. предыдущий раздел), не может подтвердить расчет, так как эти значения также недостаточно надежны. Поэтому автор построил график Ср — С = (7г, т), воспользовавшись главным образом зависимостью Н — о Р, Т) для различных газов (рис. 35). [c.179] ДГ —изменение температуры при дросселировании газа к столь низкому давлению, что И ф ф (Р). [c.179] В этом уравнении значения y и 4 относятся к исходному давлению и значениям г и т , настолько близким к начальной температуре r (одно для Г Г1, другое—для r rj), что можно считать справедливым допущение положенное в основу вывода уравнгнйя (VI,82) из уравнения ( 1,81). [c.179] Вернуться к основной статье