Factorul acid

În termodinamică , factorul acentric (frecvent indicat cu $\omega$ ${\ displaystyle \ omega}$ $\omega$ ) Este un factor propus inițial de Kenneth Pitzer ^[1] în 1955 ^[2] ca parametru într-o ecuație pentru factorul de compresibilitate . Împreună cu alte proprietăți, cum ar fi masa moleculară , presiunea critică , temperatura critică și volumul critic , factorul acentric a devenit un standard pentru caracterizarea corectă a oricărei substanțe pure .

Pitzer a ajuns la formularea sa în urma analizei curbelor de presiune a vaporilor unor substanțe pure. ^[2]

Este folosit pentru a îmbunătăți ecuația de estimare în cazul utilizării stărilor corespunzătoare și teorema stărilor corespunzătoare . ^[3]

Definiție matematică

Definiția sa se bazează pe faptul că ecuația stărilor corespunzătoare a doi parametri utilizați pentru un gaz nobil estimează o valoare a presiunii vaporilor redusă $P_{r}$ ${\ displaystyle P_ {r}}$ ${\ displaystyle P_ {r}}$ (adică presiunea critică de presiune divizată) egală cu 0,1, la o valoare a temperaturii reduse $T_{r}$ ${\ displaystyle T_ {r}}$ $T_ {r}$ (temperatura critică divizată) egală cu 0,7. ^[4] Prin urmare, dacă este în corespondență cu $T_{r}=0.7$ ${\ displaystyle T_ {r} = 0,7}$ $T_ {r} = 0,7$ , $P_{r}$ ${\ displaystyle P_ {r}}$ ${\ displaystyle P_ {r}}$ unei substanțe este egală cu 0,1, atunci această substanță se comportă ca un gaz nobil și, prin urmare, respectă ecuația stărilor corespunzătoare a doi parametri. Dacă acest lucru nu se întâmplă, este posibil să se introducă o cantitate care să indice cât diferă această substanță de comportamentul gazelor nobile.

Prin urmare, factorul acentric poate fi definit ca: ^[5] ^[1]

\omega =-\log _{10}\left({\frac {P_{s}}{P_{C}}}\right)_{T_{r}=0{,}7}-1

{\ displaystyle \ omega = - \ log _ {10} \ left ({\ frac {P_ {s}} {P_ {C}}} \ right) _ {T_ {r} = 0 {,} 7} -1 }

{\ displaystyle \ omega = - \ log _ {10} \ left ({\ frac {P_ {s}} {P_ {C}}} \ right) _ {T_ {r} = 0 {,} 7} -1 }

.

unde este:

$P_{s}$ ${\ displaystyle P_ {s}}$ $P_ {s}$ este presiunea vaporilor
$P_{C}$ ${\ displaystyle P_ {C}}$ $P_ {C}$ este presiunea critică
$T_{r}$ ${\ displaystyle T_ {r}}$ $T_ {r}$ Este temperatura redusă $T \over T_{c}$ ${\ displaystyle T \ over T_ {c}}$ ${T \ peste T_ {c}}$ .

Utilizări

Acest factor este introdus atunci când precizia „ ecuației stărilor corespunzătoare a doi parametri (care prevede că toate substanțele sunt caracterizate de aceleași valori de temperatură și presiune redusă , sunt caracterizate de același factor de compresibilitate) este redusă. ^[6] O astfel de concepție, de fapt, pare a fi eficientă, chiar și din punct de vedere experimental, în special pentru așa-numitele „ fluide simple ” (având molecule sferice) precum xenon , cripton și argon ). În cazul fluidelor cu caracteristici diferite, cum ar fi gazul cuantic ( heliu , hidrogen și neon ) sau, în special, substanțe polare , măsurătorile experimentale sunt cele mai reprezentate de ecuația stărilor corespunzătoare a trei parametri, care ia în considerare și factorul acentric. ^[3]

Ecuația de tip $Z=Z(T_{r},P_{r},\omega )$ ${\ displaystyle Z = Z (T_ {r}, P_ {r}, \ omega)}$ ${\ displaystyle Z = Z (T_ {r}, P_ {r}, \ omega)}$ Poate fi apoi linearizat prin intermediul unei expansiuni din seria Taylor trunchiată la prima ordine, efectuată în vecinătatea $\omega =0$ ${\ displaystyle \ omega = 0}$ $\ omega = 0$ (reflectând valoarea realității numai în cazurile de molecule puțin polare), din care obținem o valoare aproximativă a factorului de compresibilitate: $Z(T_{r},P_{r},\omega )\approx Z_{0}(T_{r},P_{r})+\omega Z_{1}(T_{r},P_{r})$ ${\ displaystyle Z (T_ {r}, P_ {r}, \ omega) \ approx Z_ {0} (T_ {r}, P_ {r}) + \ omega Z_ {1} (T_ {r}, P_ { r})}$ ${\ displaystyle Z (T_ {r}, P_ {r}, \ omega) \ approx Z_ {0} (T_ {r}, P_ {r}) + \ omega Z_ {1} (T_ {r}, P_ { r})}$ . ^[7] Aici, $Z_{1}$ ${\ displaystyle Z_ {1}}$ $Z_ {1}$ reprezintă valoarea derivatei de $Z$ ${\ displaystyle Z}$ $Z$ , calculat în raport cu factorul acentric, considerat în $\omega =0$ ${\ displaystyle \ omega = 0}$ $\ omega = 0$ . Este evident că acest termen reprezintă o corecție a $Z_{0}$ ${\ displaystyle Z_ {0}}$ $Z_0$ ; prin urmare, poate fi, ca primă aproximare, neglijat dacă nu este necesară o precizie ridicată. Valorile $Z_{0}$ ${\ displaystyle Z_ {0}}$ $Z_0$ Și $Z_{1}$ ${\ displaystyle Z_ {1}}$ $Z_ {1}$ De obicei, acestea sunt tabelate sau indicate în diagrame , ceea ce face deosebit de ușor să obțineți rezultate rezonabile. ^[3]

Valori tipice

Pentru majoritatea fluidelor simple, a $T_{r}=0,7$ ${\ displaystyle T_ {r} = 0,7}$ ${\ displaystyle T_ {r} = 0,7}$ , $P_{r}=(P_{s}/P_{C})$ ${\ displaystyle P_ {r} = (P_ {s} / P_ {C})}$ ${\ displaystyle P_ {r} = (P_ {s} / P_ {C})}$ este aproape de 0,1, prin urmare $\omega \simeq 0$ ${\ displaystyle \ omega \ simeq 0}$ $\ omega \ simeq 0$ . În multe cazuri, $T_{r}=0{,}7$ ${\ displaystyle T_ {r} = 0 {,} 7}$ ${\ displaystyle T_ {r} = 0 {,} 7}$ Este aproape de punctul de fierbere la presiunea atmosferică.

Exemple

Fluid	Factorul acid	Sursă
Acetilenă	0,189	^[8]
Acetonă	0,307	^[8]
Cascadă	0,344	^[8]
Amoniac	0,257	^[8]
Dioxid de carbon	0,225	^[8]
Argon	-0.002	^[8]
Azot	0,037	^[8]
Decan	0,4923	^[9]
heliu	-0,390	^[8]
Etanol	0,649	^[8]
Krypton	0,005	^[10]
Hidrogen	-0.217	^[8]
Metan	0,011	^[8]
Metanol	0,565	^[8]
Neon	-0.016	^[8]
Oxid de azot	0,165	^[10]
Oxigen	0,025	^[10]
Xenon	0,008	^[10]

Notă

^ ^A ^b (EN) G. Saville, factor acentric , pe www.thermopedia.com. Adus pe 3 martie 2020.
^ ^A ^b (EN) Michael Adewumi, factor acentric și state corespondente , pe www.e-education.psu.edu.
^ ^A ^b ^c Rota , p. 85.
^ Rota , p. 86.
^ Carra , p. 69 .
^ Teorema stărilor corespunzătoare | Chimicamo.org pe chimicamo.org.
^ Rota , p. 87.
^ ^A ^b ^c ^d ^și ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m Prausnitz .
^ Perry , pp. 2-139.
^ ^A ^b ^c ^d Constante critice și factori centrici pentru fluidele selectate pe www.kaylaiacovino.com. Adus la 17 mai 2019.

Bibliografie

Renato Rota, Fundamentals of chemical engineering thermodynamics, ed. A II-a, Pythagoras, 2015, ISBN 9788837119089 ,OCLC 955 317 457 .
Sergio Carra, Termodinamică, Torino, Bollati Basic Books, 1990, ISBN 8833954625 .
(EN) Robert H. Perry și DonGreen, Perry's Chemical Engineers 'Handbook, ed. A VIII-a, 2007, ISBN 0071422943 .
(EN) Bruce Poling, John Prausnitz și John O'Connell, Proprietăți de gaze și lichide, ediția a V-a, McGraw-Hill Education, 2001. ISBN 9780070116825 .
(EN) BI Lee și MG Kesler, O corelație termodinamică generalizată bazată pe state corespondente cu trei parametri, în Jurnalul AIChE , vol. 21, n. 3, 1975, p. 510-527.

Elemente conexe

linkuri externe

Termodinamica portalului : Puteți ajuta Wikipedia extinzându-l Termodinamica

[thermopedia-1] A ^b (EN) G. Saville, factor acentric , pe www.thermopedia.com. Adus pe 3 martie 2020.

[:0-2] A ^b (EN) Michael Adewumi, factor acentric și state corespondente , pe www.e-education.psu.edu.

[Rota2015-3] A ^b ^c Rota , p. 85.

[4] Rota , p. 86.

[5] Carra , p. 69 .

[6] Teorema stărilor corespunzătoare | Chimicamo.org pe chimicamo.org.

[7] Rota , p. 87.

[:1-8] A ^b ^c ^d ^și ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l ^m Prausnitz .

[9] Perry , pp. 2-139.

[:2-10] A ^b ^c ^d Constante critice și factori centrici pentru fluidele selectate pe www.kaylaiacovino.com. Adus la 17 mai 2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]