Παράδειγμα ιδανικών και πραγματικών αερίων

ΕΝΑ Ιδανικό αέριο είναι αυτός που του αρέσει οι ιδιότητες Καλυπτόμενη πίεση, θερμοκρασία και όγκος, κρατάνε πάντα μια αναλογία ή συνεχή σχέση μεταξύ τους. Με άλλα λόγια, η συμπεριφορά του ακολουθεί τον Νόμο περί Ιδανικού Αερίου, ο οποίος απεικονίζεται ως εξής:

Για να φτάσουμε σε αυτόν τον τύπο, ξεκινάμε από το La Γενικό δίκαιο του αερίου κράτους, που περιγράφει ότι υπάρχει μια συνεχής σχέση μεταξύ των ιδιοτήτων του αερίου ανά πάσα στιγμή σε μια διαδικασία. Οι ιδιότητες που αναφέρονται είναι οι Πίεση στο σύστημα όπου βρίσκεται το αέριο, το Ενταση ΗΧΟΥ που καταλαμβάνει το αέριο, και το Θερμοκρασία αερίου.

Αποφασίστηκε αργά ή γρήγορα να σχηματιστεί μια απλούστερη έκφραση, δίνοντας στη σταθερότητα ένα γράμμα για να συνοδεύσει την έκφραση:

Ονομάστηκε Καθολική σταθερά αερίου στον παράγοντα R, και η αξία του είναι η ακόλουθη:

Και δεδομένου ότι το Universal Gas Constant ισχύει για κάθε mole του αερίου, το Αριθμός γραμμομορίων αερίου ως ένας ακόμη παράγοντας, να καλύψει όλη την ουσία που υπάρχει στο σύστημα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Θα έχουμε ήδη την τελική εξίσωση σε αυτήν τη μορφή:

Η παραπάνω εξίσωση είναι Ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο, και ισχύει για αέρια που βρίσκονται σε θερμοκρασία μεταξύ μέτριας και υψηλής. Έτσι, μπορεί να υπολογιστεί οποιαδήποτε από τις μεταβλητές, έχοντας καθοριστεί οι άλλες.

Διαφορά μεταξύ ιδανικών αερίων και πραγματικών αερίων

Αυτός ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο δεν ισχύει για αέρια που βρίσκονται σε χαμηλές θερμοκρασίες ή κοντά στο σημείο όπου γίνονται υγρό.

Οι χαμηλές θερμοκρασίες έχουν ως αποτέλεσμα α λιγότερη κίνηση σωματιδίων φυσικού αερίου, και αυτά θα κατακάθονται περισσότερο, καταλαμβάνοντας διαφορετικό όγκο από ό, τι όταν ήταν πλήρως διασκορπισμένα.

Επιπλέον, για τον ίδιο λόγο, θα ασκούσαν Ανώμαλη πίεση σε όλο το σύστημα. Η αναλογικότητα θα αρχίσει να αποτυγχάνει και ο τύπος δεν θα έχει την ίδια ισχύ για τους υπολογισμούς.

Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται εξισώσεις για πραγματικά αέρια.

ΕΝΑ Πραγματικό αέριο είναι αυτός του οποίου οι ιδιότητες δεν συμμορφώνονται σε σχέση ακριβώς όπως στον Νόμο περί Ιδανικού Αερίου, έτσι τροποποιείται ο τρόπος υπολογισμού αυτών των ιδιοτήτων.

Εξισώσεις κράτους για πραγματικά αέρια

1.- Virial Εξίσωση:

Για ένα αέριο που μένει Σταθερή θερμοκρασία, η σχέση μεταξύ πίεσης και όγκου ή πίεσης και συγκεκριμένου όγκου (όγκος καταλαμβανόμενος από κάθε μονάδα μάζας αερίου).

Οι σταθερές Virial είναι χαρακτηριστικά κάθε αερίου, με συγκεκριμένες τιμές που εξαρτώνται από τη Θερμοκρασία.

Μπορούν να γίνουν μόνο υπολογισμοί πίεσης και όγκου. Η θερμοκρασία καθορίστηκε προηγουμένως παρατηρώντας τη διαδικασία. Για αυτούς τους υπολογισμούς διαγράφονται οι μεταβλητές της εξίσωσης virial:

Οι σταθερές virial για την επίλυση των εξισώσεων λαμβάνονται από εξειδικευμένους πίνακες.

2.- ΕξίσωσηΟ Van der Waals στις:

Η εξίσωση Van der Waals είναι μια άλλη έκφραση που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των ιδιοτήτων ενός πραγματικού αερίου, και όπως η εξίσωση Virial, απαιτεί επίσης τις σταθερές της:

Οι σταθερές εξετάζονται επίσης σε πίνακες.

3.- ΕξίσωσηΡέλιch-Kwong:

Αυτή η εξίσωση λειτουργεί πολύ καλά για να κάνει υπολογισμούς με αέρια σε σχεδόν οποιαδήποτε θερμοκρασία και μέσες πιέσεις, αλλά χωρίς να είναι πολύ υψηλή, όπως εκατοντάδες ατμόσφαιρες.

Οι σταθερές εξετάζονται επίσης σε πίνακες.

Μπορείτε να καθαρίσετε την πίεση, τη θερμοκρασία και την ένταση, για να κάνετε τους υπολογισμούς σας. Παραμένουν εκκαθαρίσεις:

4.-Εξίσωση Berthelot:

Είναι δυνατόν να υπολογιστεί οποιαδήποτε από τις μεταβλητές με αυτήν την εξίσωση. Μόνο έχει δύο διαφορετικούς τρόπους: Για χαμηλές πιέσεις και για υψηλές πιέσεις.

Για χαμηλές πιέσεις:

Για υψηλές πιέσεις:

Οι σταθερές εξετάζονται επίσης σε πίνακες.

5. - Εξίσωση συντελεστών συμπιεστότητας

Αυτή η εξίσωση είναι μια απλούστερη παραλλαγή του Νόμου περί Ιδανικού Αερίου. Προστίθεται μόνο ο παράγοντας "z", που ονομάζεται Συντελεστής Συμπίεσης. Αυτός ο συντελεστής λαμβάνεται από το γράφημα του παράγοντα γενικευμένης συμπιεστότητας, ανάλογα με τη θερμοκρασία, την πίεση ή τον συγκεκριμένο όγκο, ανάλογα με το τι είναι διαθέσιμο.

Παραδείγματα ιδανικών και πραγματικών αερίων

Ως ο ιδανικός ή πραγματικός χαρακτήρας Εξαρτάται από τις συνθήκες πίεσης, θερμοκρασίας στην οποία είναι το αέριο, Δεν είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ένας περιορισμένος κατάλογος, οπότε παρουσιάζεται ένας κατάλογος αερίων, ο οποίος φυσικά μπορεί να βρεθεί στην ιδανικότητα και στην πραγματικότητα.

1. Αμμωνία
2. Ψυκτικό R134 (DiFluoroDiCloro Ethane)
3. Διοξείδιο του άνθρακα
4. Μονοξείδιο του άνθρακα
5. Οξυγόνο
6. Αζωτο
7. Υδρογόνο
8. Διοξείδιο του αζώτου
9. Τριοξείδιο του αζώτου
10. Πεντοξείδιο του αζώτου
11. Επετοξείδιο του αζώτου
12. Διοξείδιο του θείου
13. Τριοξείδιο του θείου
14. Χλώριο
15. Ήλιο
16. Νέο
17. Αργόν
18. Κρυπτόν
19. Ξένο
20. Μεθάνιο
21. Αιθάνιο
22. Προπάνιο
23. Βουτάνιο