Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.2: Сучасний кубічний EOS

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29219

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    На даний момент ми маємо пару коментарів щодо кубічної поведінки, яку піонерська робота VdW ввела в поле рівнянь стану. По-перше, можна сказати, що кубічна поведінка VdW є якісно розумною; по-друге, можна сказати, що вона здатна описувати безперервність між рідиною і парою. Тим не менш, VdW кубічний EOS було доведено, що не є кількісно придатним для більшості інженерних цілей. Безумовно, це дає неприйнятні похибки для кількісного прогнозування щільності та будь-якого іншого пов'язаного термодинамічного властивості. Однак весь розвиток у галузі фазової поведінки, який був досягнутий сьогодні, обумовлений роботою ван дер Ваальса. Хоча його власне рівняння рідко використовується через відсутність точності, його принципи все ще є основою сучасних розробок. Концепції VdW були настільки далекими, що він отримав Нобелівську премію за своє рівняння.

    Правда полягає в тому, що досягнення ван дер Ваальса в 1873 році викликало величезні зусилля серед вчених, щоб внести зміни в його EOS, що усуне з нього великі розбіжності з експериментальними даними. Ці зусилля ще не припинилися сьогодні і навряд чи припиниться найближчим часом. Значна частина цього починання була зосереджена на тому, як краще моделювати привабливий параметр «а» та відразливий термін «b», сподіваючись, що ми зможемо отримати кращі кількісні прогнози. Природно, якісна кубічна природа оригінальної EOS VdW завжди зберігається, а отже, всі наступні уточнення належать до того ж сімейства модифікованих рівнянь стану Ван-дер-Ваальса. Ми називаємо VdW EOS та всі його нащадки як кубічні рівняння стану, оскільки, як ми вже говорили, вони приймають кубічну форму, коли виражаються через об'єм або коефіцієнт стисливості і явні за тиском.

    Справедливо стверджувати, що сучасні кубічні ЕОС почали змінювати значення, коли до привабливого параметра «а» була введена температурна залежність. Цікаво, що ван дер Ваальс переконався, що параметри «a» (і навіть «b») його рівняння стану не обов'язково є постійними і припустив, що, дійсно, деяку залежність від температури можна знайти. Дуже цікава дискусія з цього приводу, від самого ван дер Ваальса, зустрічається в лекційній промові, яку він запропонував під час прийняття Нобелівської премії з фізики в 1910 році за свою роботу про безперервність пари та рідини. Цю промову і біографію цього великого фізика Йоганнеса Дідеріка ван дер Ваальса (1837-1923) можна знайти на веб-ресурсах організації Нобелівської премії.

    Найпопулярнішими кубічними EOS, які час виявилися найбільш надійними, є:

    • Редліх-Квонг EOS,
    • Соаве-Редліх-Квонг EOS (дуже популярний серед інженерів-хіміків),
    • Пенг-Робінсон EOS (дуже популярний серед інженерів нафти і природного газу).

    Майте на увазі, що, як тільки у вас є EOS, ви можете отримати практично будь-яку властивість рідини.

    Дописувачі та атрибуція