Уравнение состояния
Механическое состояние вещества можно описать при наличии известных величин давления, температуры и объема. Поскольку эти три параметра связаны между собой посредством так называемого уравнения состояния f(P,V,T)=0, только два из них независимы.
Уравнение состояния соответствующего вида может применяться для оценки многих важных свойств чистых веществ и их смесей, например для оценки плотности жидкой и паровой фаз, давления пара, критических свойств смесей, равновесных отношений между паром и жидкостью и так далее.
В течение многих десятилетий в области описания фазового равновесия природных углеводородов проводятся интенсивные исследования.
Расчет фазового поведения с использованием уравнений состояний основан на классическом положении термодинамики – равенство химических потенциалов (летучести) в компонентах смеси сосуществующих фаз.
Для чистого вещества уравнение состояние одновременно описывает свойства паровой и жидкой фаз, находящихся на линии насыщения (при давлении упругих паров). Для многокомпонентной системы уравнение состояния является термодинамической моделью паровой и жидкой фаз в отдельности.
Основное достоинство такого подхода состоит в том, что можно рассчитать компонентные составы фаз, плотность и долю равновесных фаз, а также их термодинамически согласованные теплофизические свойства: энтропия, энтальпия, изобарная и изохорная теплоемкость.
Единые уравнения состояния позволяют описывать многофазное состояние.
В настоящее время не существует такого уравнения состояния, которое было бы в равной степени применимо для оценки всех этих свойств какой-либо обширной группы веществ. Поэтому таких уравнений большое множество. Приведем некоторые кубические уравнения состояния, так как они относительно просты в своем решение.
· Уравнение Ван-дер-Ваальса (1873):
(1)
В этом уравнение присутствуют два уточняющих члена для реальных газов: внутреннее давление отталкивания и поправка b определяющая объем занимаемый молем газа при бесконечном давлении.
· Уравнение Редлиха-Квонга (1949):
(2)
· Уравнение Пенга-Робинсона(1975):
(3)
a – поправка на межмолекулярные взаимодействия (внутренние давление),
b – собственный размер молекул.
Поправки a и b в этих уравнениях являются функцией температуры.
Дата добавления: 2015-10-20 | Просмотры: 507 | Нарушение авторских прав
|