Ποια είναι η εξίσωση του πραγματικού αερίου του κράτους;

Δεν υπάρχει μια ενιαία εξίσωση κατάστασης για όλα τα πραγματικά αέρια, αλλά μάλλον μια ποικιλία εξισώσεων που προσπαθούν να μοντελοποιήσουν τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων με μεγαλύτερη ακρίβεια από τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο. Εδώ είναι μια κατανομή:

Ιδανικός νόμος αερίου:

* Εξίσωση: PV =NRT

* Πού:

* P =πίεση

* V =όγκος

* n =αριθμός κροταλιών

* R =Ιδανική σταθερά αερίου

* T =θερμοκρασία

* παραδοχές:

* Τα μόρια αερίου έχουν αμελητέα όγκο.

* Τα μόρια αερίου δεν έχουν διαμοριακές δυνάμεις.

Πραγματικές εξισώσεις αερίου κατάστασης:

Οι πραγματικές εξισώσεις αερίου του κράτους λαμβάνουν υπόψη τα εξής:

* πεπερασμένος όγκος μορίων αερίου: Τα πραγματικά μόρια αερίου έχουν πεπερασμένο μέγεθος και καταλαμβάνουν κάποιο χώρο.

* Διαμοριακές δυνάμεις: Τα πραγματικά μόρια αερίου βιώνουν ελκυστικές και απωθητικές δυνάμεις (όπως οι δυνάμεις van der Waals).

Εδώ είναι μερικές δημοφιλείς πραγματικές εξισώσεις φυσικού αερίου του κράτους:

* Εξίσωση van der waals: Αυτή είναι μια από τις απλούστερες και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εξισώσεις. Εισάγει δύο παραμέτρους, «Α» και «Β», για να ληφθεί υπόψη οι διαμοριακές δυνάμεις και ο πεπερασμένος όγκος των μορίων, αντίστοιχα.

* Εξίσωση: (P + a (n/v)^2) (v - nb) =nrt

* Πού:

* 'a' =συντελεστής διόρθωσης για διαμοριακές δυνάμεις

* 'b' =συντελεστής διόρθωσης για μοριακό όγκο

* Εξίσωση Redlich-Kwong: Αυτή η εξίσωση είναι ακριβέστερη από την εξίσωση van der Waals σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.

* Εξίσωση: P =(RT/(V -B)) - A/(T^(1/2) V (V+B))

* Εξίσωση Peng-Robinson: Αυτή η εξίσωση χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία πετρελαίου και είναι γενικά πιο ακριβής από την εξίσωση Redlich-Kwong. Χρησιμοποιεί μια πιο σύνθετη έκφραση για τον όρο έλξης.

* Εξίσωση: P =(RT/ (V-B))-(A (T))/ (V (V+B)+B (V-B))

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* Επιλογή εξίσωσης: Η επιλογή της εξίσωσης εξαρτάται από το συγκεκριμένο αέριο και τις συνθήκες (πίεση, θερμοκρασία) υπό την οποία μελετάται.

* Παράμετροι: Οι παράμετροι «Α» και «Β» σε αυτές τις εξισώσεις είναι ειδικές για κάθε αέριο και πρέπει να καθορίζονται πειραματικά.

* Περιορισμοί: Όλες οι πραγματικές εξισώσεις αερίου του κράτους έχουν περιορισμούς και είναι μόνο προσεγγίσεις της πραγματικής συμπεριφοράς των πραγματικών αερίων.

Συνοπτικά:

Οι πραγματικές εξισώσεις αερίου του κράτους είναι πιο ακριβείς από τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο στην περιγραφή της συμπεριφοράς των πραγματικών αερίων. Θεωρούν παράγοντες όπως το μοριακό μέγεθος και οι διαμοριακές δυνάμεις, οδηγώντας σε πιο ρεαλιστικές προβλέψεις για τις σχέσεις πίεσης, όγκου και θερμοκρασίας. Η επιλογή της εξίσωσης εξαρτάται από το συγκεκριμένο αέριο και τις συνθήκες ενδιαφέροντος.