Уравнение состояния идеального газа и коэффициент сжимаемости

При относительно высоких температурах и небольших давлениях реальные газы ведут себя почти так же, как идеальные. С повышением давления и понижением температуры в уравнения, описывающие их поведение, приходится вводить различные поправочные коэффициенты, в частности коэффициент (фактор) сжимаемости Z. Так, уравнение состояния идеального газа с учетом коэффициента Z выглядит следующим образом [c.15]

Если при изменении состояния газовой смеси ее компоненты не подвергаются конденсации и не вступают в химическую реакцию, давление, удельный объем и абсолютная температура смеси связаны между собой уравнениями состояния для идеальных или реальных газов. Чтобы воспользоваться ими, нужно знать для смеси величину газовой постоянной и коэффициентов сжимаемости. При отсутствии табличных данных они вычисляются. [c.11]

Свободная энергия Р, теплосодержание И и энтропия 5 чистых веществ зависят от количества, давления, физического состояния и температуры вещества. Если определять стандартное состояние твердого вещества или жидкости как состояние реального твердого тела или жидкости при 1 атм, а стандартное состояние газа — как состояние идеального газа при 1 атм, то для одного моля вещества в определенных стандартных условиях эти свойства зависят только от температуры. Термодинамические характеристики при давлениях, отличающихся от атмосферного, можно рассчитать, используя численные значения этих функций для стандартных условий и основные термодинамические закономерности (уравнение состояния, коэффициент сжимаемости вещества и др.). Влияние [c.359]

Эмпирические уравнения состояния. В расчетах процессов перегонки и ректификации для описания поведения реальных газовых систем широко используются два эмпирических уравнения состояния. Первое содержит коэффициент сжимаемости г, учитываюш ий отклонение объема V одного моля реального газа от значения отвечающего уравнению состояния идеального газа [c.14]

Для газа и перегретого пара с температурой, значительно большей температуры насыщения, удовлетворяется уравнение состояния идеального газа с учетом коэффициента сжимаемости Р/Р = 2RT, (7.21) [c.207]

На примере коэффициента сжимаемости было показано, что для сравнения поведения реальный газов за основу удобно принять некоторый упрош енный идеализированный тип поведения, описываемый уравнением состояния идеального газа. Соответствующее упрощенное, идеализированное поведение с точки зрения изменений состава приписывается идеальному раствору [2]. Удельный объем идеального раствора равен сумме произведений весовой доли каждого компонента в растворе на удельный объем чистого компонента в той же фазе, при тех же температуре и давлении. [c.21]

Коэффициент сжимаемости. Для учета отклонения поведения реальных газов от идеального в уравнении состояния идеального газа вносится поправочный коэффициент г. С учетом этой поправки уравнение Бойля — Мариотта имеет вид [c.19]

У реальных газов, в том числе и у ацетилена, истинное давление несколько больше измеренного за счет дополнительного давления, создаваемого силами взаимного притяжения молекул, а истинный удельный объем, который может подвергаться изменениям, меньше определяемого по молекулярному весу на величину, пропорциональную собственному объему молекул. Кроме того, на поведение реальных газов при изменении их температуры и давления влияют силы трения, возникающие между частицами газа, величина которых зависит от вязкости газа. Величина суммарных отклонений для реальных газов от уравнения состояния идеального газа, вызываемых перечисленными выше причинами, определяется опытным путем и выражается при помощи коэффициента сжимаемости г. В этом случае уравнение состояния для 1 кг реального газа принимает вид [c.5]

Уравнение Ван-дер-Ваальса достаточно точно (точнее, чем уравнение состояния идеального газа) характеризует состояние реальных газов при температурах выше критических и объемах одного киломоля не менее 0,3 ж . В области температур ниже критических и при объемах одного киломоля менее 0,3 ж уравнение (18) неприменимо. В этих условиях пользуются уравнением Менделеева — Клапейрона (9) с введением поправочного коэффициента 2с, называемого коэффициентом (или фактором) сжимаемости газа [c.22]

Поведение многих газов, особенно при высоком давлении, и паров в состоянии, близком к насыщению, значительно отличается от поведения идеальных газов. Многие реальные газы при низком и среднем давлении удовлетворяют уравнению состояния идеального газа р/р == RT. Если же температура газа близка к критической или ниже ее и среда находится в состоянии пара, то уравнение состояния идеального газа не удовлетворяется д аже при средних и низких давлениях. При расчете предохранительных устройств свойства реальных газов обычно учитывают введением в уравнение состояния коэффициента сжимаемости как это сделано в уравнении (П. 19). Однако в процессе истечения реального газа изменяется и показатель адиабаты, а скорость звука в некоторых средах также не соответствует уравнению (И. 13). В этих случаях для расчета нужно пользоваться уравнениями (П.11) и (11.14) с использованием значений скорости звука из уравнения (11.12) или из следующего выражения [c.38]

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА И КОЭФФИЦИЕНТ СЖИМАЕМОСТИ [c.66]

Законы газового состояния справедливы только для идеального газа. Поэтому в технических расчетах, связанных. с реальными углеводородными газами, законы для идеального газа применяют в пределах давлений до 2—10 атмосфер (в зависимости от вида газа) и при температурах, превышающих 0° С. При более высоких давлениях или более низких температурах применяют либо уравнения, учитывающие объем, занимаемый молекулами, и силы взаимодействия между ними, либо вводят в уравнения для идеального газа опытные поправочные коэффициенты — коэффициенты сжимаемости газа. [c.39]

При рассмотрении газовой фазы СНГ, которая несколько отличается от идеального газа, в уравнение равновесного состояния вводится коэффициент сжимаемости 2, учитывающий, что молярный объем газовой фазы при повышении давления уменьшается по сравнению с молярным объемом идеального газа. В этом случае уравнение состояния реального газа можно выразить формулой рУ = 2ЯТ. [c.54]

Уравнения (VI, 58) и (VI, 59) можно рассматривать как уравнения состояния реального газа. Для идеального газа 2=1 поэтому (VI, 7) является как бы частной формой уравнения (VI, 58). Однако и условие 2=1 не является достаточным критерием идеальности газа (см. также рис. 31 и 39). Помимо простоты уравнений (VI, 58) и (VI, 59) удобство применения коэффициентов сжимаемости заключается в том, что они безразмерны и поэтому их числовые значения одинаковы во всех системах единиц. С помощью этих величин для данного вещества вычисляют, например, объем газа, извлекаемого из резервуара, где он находится под давлением, определяют расход газа, оценивают запасы природного газа, дебит нефтяных скважин и т. д. Применение коэффициентов сжимаемости особенно целесообразно при массовых расчетах, тогда полезными оказываются и графики 2 = ф(Я, Т). [c.156]

В противоположность идеальным газам коэффициенты уравнения состояния для кристаллов не удается оценить простым образом. Коэффициенты расширения, сжимаемости и давления зависят от температуры и давления. Для достаточно широкого диапазона температур нельзя составить простое уравнение состояния. Только с приближением к предельному идеальному состоянию при низких температурах и высоких давлениях коэффициенты термического уравнения состояния принимают простую форму, так как тогда термические свойства по существу не зависят от температуры. Это означает, что объем и давление принимают постоянное значение. Производные этих величин по температуре, термические коэффициенты расширения и напряжения, а также температурные коэффициенты расширения и сжимаемости становятся равными нулю. Поэтому в предельном состоянии с приближением к абсолютному нулю температуры справедливо [c.36]

Уравнения состояния реальных газов составляют по результатам экспериментальных исследований свойств веществ. В литературе [11, 13] приведено много типов уравнений, описывающих с различной степенью точности параметры веществ в газообразном, жидком и твердом состоянии. Для характеристики степени отклонения термических параметров реального вещества от соответствующих величин идеального газа удобно пользоваться коэффициентом сжимаемости С = [c.7]

Свойства реальных газов отклоняются в той или иной степени от свойств идеальных газов, описываемых уравнением состояния (1-6). С возрастанием давления и понижением температуры это отклонение увеличивается. Обычно это обстоятельство учитывают, умножая правую часть уравнения (1-6) на коэффициент сжимаемости z[c.21]

При расчетах, связанных со сжатием и транспортом природных газов, отклонение их от законов идеальных газов обычно учитывается введением в уравнение Клапейрона поправочного множителя 2. Этот поправочный множитель называется коэффициентом сжимаемости. Его величина зависит от давления и температуры. Уравнение состояния газа в этом случае принимает вид [c.34]

Пример 1У-10 (коэффициент сжимаемости реального газа г). Уравнение состояния п молей идеального газа имеет вид [c.91]

При низких давлениях можно приравнять летучесть к дарению. Летучесть характеризует отклонение реального газа от идеального состояния. Для реальных газов можно в уравнение идеального газа вместо давления подставлять значения летучести. Коэффициент активности газа у зависит также от коэффициента сжимаемости газов А,, который определяется по формуле [c.31]

Уравнения состояния, которые были бы применимы для азота, водорода и аммиака в широком диапазоне давлений, отсутствуют. Поэтому приходится пользоваться эмпирическими данными для каждого газа в отдельности. Отклонение газов от идеального состояния характеризуется так называемым коэффициентом сжим а еэд о сти, который может быть выражен различным образом. Наиболее часто коэффициент сжимаемости обозначается буквой А и определяется как отно- [c.457]

Точное определение термодинамических функций растворения требует строгого учета сжимаемости газа-носителя. Следует также учитывать отклонения газа от идеального состояния, пользуясь соответствующим уравнением состояния. Эти отклонения, как известно, особенно ощутимы при повышенных давлениях. Следовательно, при работе с повышенным давлением в получаемые величины удерживания необходимо вводить поправки. Интересно отметить, что получаемые отклонения при работе с повышенным давлением могут быть использованы для изучения неидеальности газового состояния хроматографическим методом, в частности для определения вириальных коэффициентов в уравнении состояния. [c.213]

Во многих случаях простая приближенная теория может давать надежные корреляции, если отклонения от этой теории устанавливаются опытным путем. Уравнение состояния идеального газа действительно при низких давлениях, но дает неточные соотношения P-r-V — Т для реальных газов при высоких давлениях. Хорошие корреляции могут быть получены путем обработки эмпирических данных о коэффициенте сжимаемости Z, который определяется выражением PV = ZRT и может рассматриваться как поправка к закону идеального газа. В свою очередь, эмпирические корреляции Z, основанные на неточном в теоретическом отношении принципе соответстбенных состояний, эквивалентны эмпирическим корреляциям отклонений PVIRT) — 1 от закона идеального газа. [c.20]

Характерным примером абстрагирования может служить понятие идеального газа, подчиняющегося закону Клапейрона — Менделеева и справедливого (пусть не вполне точно) для всех газов в весьма широком диапазоне температур и давлений. Однако в определенных условиях (высокие давления, низкие температуры, близость к состоянию насыщения и т.п.) использование этого закона приводит к большим ошибкам, причем разным для отдельных газов. Поэтому уравнение Клапейрона — Менделеева приходится модифицировать, переходя к уравнению Ван-дер-Ваальса или вводя коэффициенты сжимаемости. [c.45]

Используя значения коэффициента сжимаемости, можно расчеты для еа льного газа в ряде случаев производить по формулам для идеального газа, подставляя в них вместо Я произведение гЯ. Коэффициент сжимаемости подсчитывается на основании опытных данных его значения обычно даются в табличной или графической форме или в виде уравнения состояния. [c.11]

В большинстве случаев результаты эксперимента можно использовать, не прибегая к составлению эмпирических выражений. Например, экспериментальные данные по объемному поведению данного вещества при постоянной температуре наносят на график в функции давления. Через полученные точки проводят наиболее вероятную кривую. При достаточной точности экспериментальных данных и небольшом разбросе точек полученная кривая описывает объемное поведение системы с незначительной погрешностью (в противном случае следует провести тщательный анализ полученных данных). Серия таких кривых для различных температур во всем диапазоне изученных условий позволяет описать объемное поведение газа данного состава. Одновременно необходимо построить семейство кривых постоянного давления (изобары), описывающих изменение объема газов с изменением температуры. Для получения окончательных результатов кривые зависимости объема газов от давления и температуры требуют некоторого сглаживания. Такие графические представления объемного поведения являются менее трудоемкими, но не менее целесообразными, чем уравнения состояния. Как отмечалось ранее, объем газа при постоянной температуре настолько сильно изменяется с изменением давления, что графическое представление этой зависимости в широком диапазоне изменения давлений становится затруднительным. При охвате широкой области изменения давлений масштаб координаты объема должен быть очень крупным. Для устранения этой трудности был испробован ряд способов. Например, на график наносили зависимость произведения Р от давления при постоянной температуре, что существенно уменьшало область определения функции. Еще больший эффект получается от использования одной из двух специально выбранных функций объема, называемых соответственно коэффициентом сжимаемости и остаточным объемом. Каждая из этих функций характеризует объемное поведение газа на основании его отклонения от поведения идеального газа. [c.19]

Поведение реальных газов не совсем точно с.чедует законам, установленным для идеальных газов, причем отличия тем больше, чем выше давление и ниже температура газов. Эти отклонения учитывают, вводя в уравнение состояния коэффициент сжимаемости газов [c.13]

Это уравнение показывает, что коэффициент у меняется с изменением давления и связан с коэффициентом сжимаемости 2. Для идеальных газов г = I и, следовательно, 1п у — О, т. е. V = 1-Принятое стандартное состояние в газовой фазе позволяет рассчитывать активность как произведение парциального давления на коэффициент активности, поскольку [c.237]

Отклонение свойств реального газа от уравнения состояния идеального газа уравнение Менделеева-Клайперона) учитывается коэффициентом сжимаемости и фактором ацентричности. Коэффициент сжимаемости Z представляет собой функцию от температуры и давления, или функцию от приведенных температуры и давления, а для смесей -функцию от псевдопри веденной температуры и давления. [c.40]

Свойства реальных газов отклоняются в той или иной степени от свойств идеальных газов, подчиняющихся уравнению состояния (П,6). При этом отклонения тем больше, чем выше давление и ниже температура. Обычно это обстоятельство учитывают, умножая правую часть ура неняя (11,6) на коэффициент сжимаемости Z < , устанавливаемый из опыта. [c.28]

Как видно из уравнения (1. 21г), вычисление к. п. д. для реального газа требует, помимо опытным путем полученных величин р , Рк, и Г , также определения коэффициентов сжимаемости и или удельных объемов и а также теплосодержаний г и г . В связи с этим, в сравнении с идеальным газом, значительно возрастает трудоемкость вычислений и падает их точность. Прежде всего для многокомпонентной газовой смеси или для единичного газа, существенно отклоняющихся (в рассматриваемой области параметров) от идеального состояния, величины гиг могут быть определены с более или менее удовлетворительной точностью только при наличии диаграммы состояния. Однако непосредственное нанесение на диаграмму состояния точек Л и В начального и конечного состояний (фиг. 1. 4) не позволяет определить с требующейся точностью величины г и и (т. е. г) ввиду недостаточной густоты изолиний и необходимости приближенной интерполяции на глаз . Поэтому становится необходимым строить вспомогательные диаграммы 2 = f (р, О и г = = fl (р. 0> охватывающие интересующий нас в данном эксперименте диапазон р и i. Необходимо отметить, что коэффициент сжимаемости 2 меняется в процессе сжатия в каждой секции сравнительно мало, поэтому наиболее существенным является достаточно точное определение и [c.23]

Поскольку при понижении давления все газы стремятся к идеальному состоянию, очевидно, что у = 1 при Робщ 0. Коэффициент активности однозначно связан с так называемым коэффициентом сжимаемости газа 2, учитывающим его отклонение от уравнения состояния идеального газа РУ = гРТ. При постоянной температуре имеем [c.237]

Для данного количества (веса, массы) определенного вегЛ,ества его состояние выражается тремя переменными объемом V, давлением (упругостию) р и температурою (. Хотя сжимаемость (т.-е. d(i )/d(p)) жидкостей мала, но все же она ясно определяется и изменяется не только с природою жидкостей, но и с переменою их температуры (при t сжимаемость жидкостей очень значительна) и давления. Хотя газы, следуя при малых изменениях давлений закону Бойль-Мариотта, сжимаются однообразно, тем не менее и для них, судя по отступлениям, существует сложная зависимость v от t и р. То же относится до коэффициента расширения (= d(-v)/d(t) или d (p)/d (i)), который также изменяется с / и р, как для газов (доп. 107), так и для жидкостей (у них при низкой t он очень велик, напр., для водорода 0,024, азота 0,0056 и кислорода 0,0016). Поэтому уравнение состояния должно включать три переменных v, р к t. Для так называемого совершенного (идеального) газа, или для небольших изменений б плотности газа, можно принять элементарное выражение [c.429]

Изменение энтальпии с давлением в приведенной форме дается уравнением (V. 16). Для интегрирования необходимо выбрать подходящее специальное или обобщенное уравнение состояния. В случае идеального газа легко показать, что изменение давления не влияет на величину энтальпии. В качестве источника данных о коэффициенте сжимаемости реальных газов проще всего использовать диаграммы Нельсона — Оберта. На их основе были разработаны [4] графики зависимостей (Я° — Я)/Тс от Тг и Рг (рис. V. 2 и V. 3). Подобные. диаграммы, но построенные по более старым Данным, можно найти почти в любом учебнике термодинамики. Эдмистер [5] составил хороший обзор таких корреляций и предложил диаграмму, разработанную в основном по P—V—T данным для углеводородов. Зальцман [б] рассмотрел зависимость энтальпии от давления для простых двух- и трехатомных газов. [c.288]

В диапазоне температур и давлений, характерных для рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, термодинамические свойства углеводородных газов отличаются от свойств идеального газа. Реальность проявляется в том, что коэффициенты сжимаемости Zотличаются от единицы и являются функциями параметров состояния. С достаточной для инженерных задач точностью коэффициенты сжимаемости в этом случае могут быть вычислены по уравнению Редлиха—Квонга (Redli h-Kwong, 1949 г [6.60]), имеюшего вид [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология