По аддитивности молярных долей компонентов.

r = S r_i N_i                                                                                                                                      (3.1.4)

где N_i - молярная доля i-го компонента

По аддитивности объёмных долей компонентов.

r = S r_i V_i                                                                                                                                         (3.1.5)

где V_i - объёмная доля i-го компонента

Исходя из массовых долей компонентов.

r = S r_i M_i/M_mI                                                                                                                            (3.1.6)

где M_i - массовая доля i-го компонента газа;

M_{m i} - молярная масса i-го компонента газа, кг/кмоль.

3.1.3. ОБЪЁМНОЕ РАСШИРЕНИЕ ГАЗОВ

Коэффициент объёмного расширения газов также следует из уравнений состояния газа.

Уравнение Менделеева-Клапейрона

b=(¶lnV/¶T)_P = 1/T                                                                                                           (3.1.7)

Уравнение Ван-дер-Ваальса

        Как видно из п. 3.1.1., непосредственно вычислить коэффициент объёмного расширения газа из уравнения Ван-дер-Ваальса сложно. Алгоритм расчёта таков.

1. Для заданного давления – Р – вычисляют приведённое давление π = Р/Р_С.

2. Для заданной температуры – Т – находят два опорных значения: Т₁=Т+2,5 и Т₂=Т-2,5. Вычисляют два опорных значения приведённой температуры: Θ₁= Т₁ /Т_С  и Θ₂= Т₂ /Т_С.

        3. Используя формулы (3.1.4) - (3.1.4в), рассчитывают значения молярного объёма:

        - V₁ = V(π; Θ₁);

        - V₂ = V(π; Θ₂);

        4. Вычисляют значение коэффициента объёмного расширения

b=(¶lnV/¶T)_P =  = { Т₁- Т₂=5}=                                                               (3.1.8)

3.2. ЖИДКОСТИ

Сведения о денситометрических свойствах (плотности и объёмном расширении) жидкостей приведены в ряде изданий [ ]. Почти все методы расчёта плотности жидкостей относятся к состоянию насыщения, т.е. равновесия с паром. Обычно реальное состояние жидкостей достаточно близко к насыщенному; поэтому данное приближение применимо к практическим случаям.

3.2.1. МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ И ПЛОТНОСТЬ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ КИПЕНИЯ

Существует ряд аддитивных инкрементных методов вычисления этих важных показателей. Параметры некоторых из них приведены в таблице 3.1.

Исходя из значений молярного объёма, плотность можно вычислить по формуле

r_b =                                                                                                                                               (3.2.1)  

M_m – молярная масса, г/моль.

Таблица 3.1 – Значения инкрементов для расчётов молярных объёмов жидкости

                   при нормальной температуре кипения V_b

3.2.2. ПЛОТНОСТЬ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Значение плотности при температурах Т_Х<0,9T_КР можно вычислить из известной плотности жидкости при некоторой опорной температуре Т₀, используя корреляционные соотношения. В данном пособии предлагается метод Ганна-Ямады [1].

r _TХ = r _T0                                                                                                               (3.2.2)  

Где

F_T0 = 0,33593 – 0,33953 T_r + 1,51941 T_r² - 2,02512 T_r³ + 1,11422 T_r⁴         при 0,2£ T_r £0,8  (3.2.2.а)              

F_T = 1 + 1,3(1-T_r)^1/2 lg(1-T_r) - 0,50879(1-T_r) - 0,91534 (1-T_r)²                    при 0,8< T_r <1    (3.2.2.б)                  

Г = 0,29607 – 0,09045 T_r - 0,04842 T_r²                                                          при 0,8< T_r <1    (3.2.2.в)

T_r – приведённая температура;

w - фактор ацентричности Питцера [формула (2.1.)]

3.2.3. КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЁМНОГО РАСШИРЕНИЯ

Коэффициент объёмного расширения в диапазоне температур от Т₁ до Т₂ по известным (справочным или расчётным) значениям плотности r_Т1 и r_Т2 вычисляют по формуле

b =                                                                                                           (3.7)

3.2.4.ПЛОТНОСТЬ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

        Экспериментальные данные о плотности многокомпонентных жидкостей (смесей, растворов) приведены в ряде справочных изданий [1-5]. Однако эти данные относятся преимущественно к бинарными системам; в основном – к водным/водно-органическим растворам. Поэтому расчётные методы также весьма важны. В наиболее общем виде плотность многокомпонентной системы можно рассчитать по феноменологической формуле

    r_0Т =                                                                                                      (3.8.)

Где r_0Т – плотность смеси (раствора) при температуре Т, кг/м³;

  M_XI  - массовая доля компонента I;

  r_IТ – плотность компонента I при температуре Т, кг/м³;

   f_I – коэффициент изохорности компонента I (коэффициент контракции).

        Как известно, физическая химия подразделяет все растворы на идеальные (атермальные изохорные: DH=0; DV=0); регулярные (атермальные неизохорные: DH=0; DV¹0); реальные (термальные неизохорные: DH¹0; DV¹0). Идеальные (точнее, близкие к ним по свойствам) растворы сравнительно редки; в большинстве случаев образование раствора сопровождается заметными изменениями энтальпии и объёма; причём эти изменения довольно сложны. Коэффициент изохорности (контракции) f приближённо характеризует степень неаддитивности объёмов компонентов при образовании раствора в определённом диапазоне концентраций. 

Таблица 3.2 – Значения коэффициентов изохорности

Компонент

Вид раствора Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 543; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: ⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒ Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.065)