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§5对比态定律与压缩因子图

发布时间:2020-01-15 21:16    点击次数:84次   

  只要确定了其数值,便可由引用压缩因子修正的实际气体状态方程式计算实际气体的状态参数间的关系。通常使用压缩因子图确定。

  在描写实际气体的状态时,也可采用状态参数与相应的临界参数的比值来表示,这些比值称为对比状态参数。常用的对比状态参数有:

  如果不同气体所处状态的对比状态参数pr、Tr和vr都分别相同,则称这些气体处于对应状态。例如,当各气体都处于临界点状态时,它们就处于对应状态。

  将对比状态参数引入范德瓦尔方程式,再把范德瓦尔常数和b用临界参数的关系代入,经整理后便可得到:

  可以看出由于引入对比状态参数,方程式中消除了与气体性质有关的常数a、b及R,因此可应用于遵守范德瓦尔方程式的任何气体。

  显然,如果各种气体遵守某个对比状态方程式,而且该对比状态方程式中不包括任何与气体特性有关的常数项,则可以推知:只要各气体所处状态的对比状态参数中有两个分别相同,则第三个对比状态参数一定相同,即各气体处于对应状态。这个规律称为对应状态定律。

  实际上,对应状态定律是首先从实验中得到的经验定律,它说明各种实际气体的热力学性质具有相似性。这正是应用对比状态方程式的实验基础。当采用对比状态方程式的形式来描述气体的状态参数变化关系时,它就有更高的概括意义及更普遍的实用价值,可应用于所有热力学相似的气体。

  但应注意,实际气体的热力学性质是十分复杂的,所以热力学的相似性只是相对的、在一定条件下的近似关系,因此在应用对比状态方程式时需注意其适用条件。

  压缩因子图是一种由对应状态定律建立起来的通用性线图,用于实际气体基本状态参数的近似计算,如图2-6所示。

  需要注意的是,该图也常用于zc不等于0.27的气体的近似计算,当用于zc=0.26~0.28的各种气体时,除临界点附近的状态外,所得z的数值的误差小于5%。此外,对于一些没有详细物性数据的气体,采用通用压缩因子图估算其状态变化关系有很大的实用价值。如果在气体的状态变化范围内,压缩因子z的数值在0.95~1.05的范围内,则可当作理想气体处理。


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