Главная страницаПомощь
ico

Большая Энциклопедия Нефти Газа

Если Вас уже третий рабочий день подряд клонит в сон, значит сегодня среда.
Законы Мерфи (еще)

Отличие - реальный газ

Страница 1

Отличие реального газа от идеального заключается в том, что в реальном газе в твй или иной мере проявляются силы молекулярного взаимодействия, и в том, что фактически молекулы его занимают хотя и очень малые, но, тем не менее, вполне конкретные конечные по величине объемы. Чем дальше отстоят молекулы газа друг от друга и чем меньше их линейные размеры по сравнению с расстояниями, отделяющими их друг от друга, тем меньше становятся силы взимодействия между ними и тем меньше реальный газ будет отличаться от идеального.

Отличие реальных газов от идеального газа наглядно иллюстрируется изотермами в координатах Р-V.

Коэффициенты / С, которые определяют отличие реальных газов от идеальных, приведены в приложении. Эти данные взяты главным образом из трудов Витте, и их можно считать за надежные и достаточно точные. В обычных расчетах можно обойтись без поправочного коэффициента Л, но при точных расчетах этот коэффициент необходимо использовать.

Они проявляются во всех агрегатных состояниях вещества и обусловливают, в частности, отличие реальных газов от идеальных.

Для получения уравнения состояния реального газа необходимо в уравнение состояния идеального газа внести поправки, учитывающие отличия реального газа от идеального. Силы межмолекулярного сцепления определяют поправку давления. Межмолекулярные взаимодействия внутренних частиц взаимно уравновешены в каждый момент времени, и лишь молекулы, находящиеся у поверхности ( стенок) на расстоянии, меньшем радиуса действи сил сцепления, испытывают притяжение, направленное внутрь объема.

Коэффициент z ( p T) в формуле (1.1.8) является поправкой к уравнению Клапейрона, отражающей отличие реального газа от идеального. Коэффициент определяется эмпирическим путем. Функция z строится в зависимости от относительных значений переменных р р р / рк, Тпр Т / ТК, гд.

Характер изменения коэффициента сжимаемости z, который показывает отношение объема реального газа к объему идеального при одних и тех же услрвиях, с изменением температуры и давления можно установить, учитывая отличия реальных газов от идеальных. В последних молекулы занимают незначительный объем ( по сравнению с объемом газа) и не испытывают сил притяжения друг к другу. Молекулы же реальных газов обладают определенными размерами, массой и взаимодействуют друг с другом. Поэтому реальный газ приближается к идеальным при низких давлениях, когда число молекул в единице объема невелико. Следовательно, при низких давлениях величина коэффициента сжимаемости должна быть близка к единице. С повышением давления молекулы газа сближаются и силы притяжения между молекулами начинают помогать внешним силам, сжимающим газ. Вследствие этого реальные газы должны сжиматься сильнее, чем при тех же условиях сжимаются идеальные газы. Следовательно, с ростом давления коэффициент сжимаемости z должен вначале уменьшаться. Когда углеводородный газ сжат до такой степени, что он приближается по свойствам к жидкостям, межмолекулярные расстояния уменьшаются настолько, что начинают проявляться взаимоотталкивающие силы между молекулами, препятствующие дальнейшему уменьшению объема газа.

Для значений температуры менее 10 000 К основная ошибка в расчетах обусловлена возможным несоответствием потенциала ф ( г) действительной энергии взаимодействия. Пренебрежение поправками, возникающими из-за отличия реального газа от модели разреженного газа, приближенность учета эффекта внутренних степеней свободы на основе диффузионного механизма переноса энергии дает погрешность коэффициентов переноса, не превышающую нескольких процентов. Также невелика погрешность, возникающая вследствие использования для возбужденных молекул и атомов тех же потенциалов взаимодействия, что и для молекул и атомов в основном состоянии.

 Зависимость произведения давления на молярный объем от давления [ PVm  -  f ( P ] для водорода и углекислого газа при О С. Зависимость произведения давления на молярный объем от давления [ PVm - f ( P ] для водорода и углекислого газа при О С.

Лишь при низких давлениях ( Р 3 10е Па) значения PVm близки к теоретическому и реальные газы практически подчиняются законам идеального газа. По мере повышения давления наблюдается все более ощутимое отличие реальных газов от идеального газа. В приведенных примерах особенно ярко это выражено для углекислого газа.

При изучении свойств различных веществ наряду с внутримолекулярными взаимодействиями, обусловленными действием валентных ( химических) сил и характеризующимися насыщаемостью, большими энергетическими эффектами и специфичностью, следует учитывать и взаимодействие между молекулами вещества. В процессах расширения газов, конденсации, адсорбции, растворения и многих других проявляется действие именно этих сил. Часто их называют силами Ван-дер - Ваальса. Этим подчеркивается, что их существованием объясняется отличие реальных газов от идеальных, отличие величины Явн в уравнении (IV.4) от нуля.

При изучении свойств различных веществ наряду с внутримолекулярными взаимодействиями, обусловленными действием валентных ( химических) сил и характеризующимися насыщаемостью, большими энергетическими эффектами и специфичностью, следует учитывать и взаимодействие между молекулами вещества. В процессах расширения газов, конденсации, адсорбции, растворения и многих других проявляется действие именно этих сил. Часто их называют силами Ван-дер - Ваальса. Этим подчеркивается, что их существованием объясняется отличие реальных газов от идеальных, отличие величины РВН в уравнении (IV.4) от нуля.

Рассмотрим, прежде всего, эффект Джоуля - Томсона в идеальном газе. Для идеального газа внутренняя энергия U является функцией одной только температуры. Произведение PV равно RT и тоже зависит только от температуры. Поэтому и энтальпия идеального газа зависит от одной только температуры. При процессе Джоуля - Томсона энтальпия, а значит и температура идеального газа, не меняется. Поэтому, как уже указывалось, изменение температуры и является чувствительным индикатором, указывающим на отличие реальных газов от идеального.

Страницы: 1
. © Copyright 2008 - 2014 by Знание

Поделиться:


.

Трудно искать информацию на сайте ? Воспользуйтесь поиском от Google по сайту: