4. Критические параметры, сжимаемость, фугитивность

Критическим состоянием вещества называют такое, при котором исчезает различие (граница) между его жидкой и паровой фазами. Это состояние наступает при определенном сочетании температуры T_кр и давления Р_кр, называемых соответственно критическими. Удельный объем вещества при T_кр и Р_кр называют критическим объемом (V_кр).

Часто в качестве опорного параметра пользуются приведенными значениями температуры и давления, взятыми как отношение фактического значения Т и Р к критическому, т.е. Т_пр=Т/Т_кр и Р_пр=Р/Р_кр.

Термин «сжимаемость» также используется в термодинамике для описания отклонений термодинамических свойств реальных газов от свойств идеальных газов. 

Коэффициент сжимаемости зависит от параметров состояния вещества (а также от t,p и природы вещества) и является величиной аддитивной. Его целесообразно учитывать при P_пр>0,1 T_пр>0,5.

Для характеристики состояния реальных газов при высоких р и относительно низких t, когда поведение этих газов существенно отличается от идеальных, ведено понятие фугитивности. Фугитивность – это величина, заменяющая действительное давление реального газа так, чтобы, используя эту величину, можно было пользоваться термодинамическими зависимостями, установленными для идеальных газов.

5. Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение- это величина, характеризующая состояние поверхности жидкости на границе раздела фаз. Эта величина численно равна работе, которая затрачивается на преодоление сил притяжения молекул, выходящих на поверхность при образовании единицы поверхности. Измеряется в Н/м, максимально для Ар УВ, минимально для парафинов.

Зависит от:

1) Молекулярной массы ( при ↑ М, ↑σ);

2) От t и p (c их ↑, σ↓);

3) От химического состава жидкости и соприкасающейся с ней фазы (газ или вода).

Экспериментальные методы определения поверхностного натяжения:

• Капиллярный;

• Метод отрыва кольца;

• Метод отрыва капли.

6. Вязкость (внутреннее трение)

Динамическая вязкость– свойство жидкостей или газов оказывать сопротивление перемещению двух смежных слоев относительно друг друга [Па*С].

Кинематическая вязкость – данная величина чаще используется в нефтепереработке, и равна отношению динамической вязкости к плотности: ν = η/ρ.

Условная вязкость – отношение времени истечения через калиброванное отверстие стандартного вискозиметра 200 мл нефтепродукта при определенной t ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 °С:

В НДС в определенных условиях в отличии от ньютоновских жидкостей вязкость является переменной величиной, зависящей от градиента скорости сдвига. В этих случаях нефти и нефтепродукты принято характеризовать эффективной структурной вязкостью.

Для УВ вязкость существенно зависит от их химической структуры: она ↑ с ↑М и ↑t_кип. Наличие боковых разветвлений в молекулах алканов и нафтенов и увеличение числа циклов в молекулах также повышает её. Для различных групп УВ вязкость растет в ряду алканы-арены-цикланы. Также вязкость существенно зависит от t, с её ↑, вязкость ↓.

Экспериментальные методы определения вязкости:

• Метод истечения через калиброванный капилляр (вискозиметр);

• Метод истечения через калиброванное отверстие насадки;

• Изменение усилия, необходимого для вращения внутреннего цилиндра относительно наружного (ротационный вискозиметр);

• Метод измерения вязкости по времени падения калиброванного шарика между метками;

Индекс вязкости (ИВ) – это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры в градусах Цельсия и определяющая пологость кривой кинематической вязкости от температуры (наиболее крутая зависимость у аренов, наименьшая у алканов).