9. Уравнение состояния реальных газов.

Идеальным наз-ся газ, собственный объем молекул которого пренебрежимо мал по сравнению с объемом, занимаемым газом и между молекулами которого отсутствует взаимодействие. Коэф-т сверхсжимаемости и. г. равен 1. Состояние идеальных газов описывается уравнением Менделеева-Клапейрона:

PV=RT,

Где P – давление в Па; V – объем газа в м³;  - количество газа в кмоль; R – универсальная газовая постоянная (R = 8,31434*10³ Дж/кмоль.К).

Уравнение Менделеева-Клапейрона для реальных газов справедливо лишь при низких давлениях. Поэтому для описания состояния реальных газов – уравнение Ван-Дер-Ваальса и др.

Уравнение Ван-Дер-Ваальса:

(P+a/V²)(V-b)=RT,

где b – собственный объем молекул газа; a – сила притяжения молекул.

Сложность использования уравнения при практических расчетах заключается в том, что чаще встречаются смеси газов, для которых уравнение Ван-Дер-Ваальса применимо с трудом.

При большом числе компонентов, расчеты становятся трудоемкими. Поэтому для расчета часто пользуются обобщенным газовым законом Менделеева-Клапейрона, в которое вводится поправка (коэффициент сжимаемости), учитывающая отклонение реальных газов от законов сжатия и расширения идеальных газов:

PV=zmRT.

m – масса газа в кг.

Коэффициенты сжимаемости газов определяют обычно по экспериментальным графикам. Коэффициенты сжимаемости на таких графиках поставлены в зависимости от приведенного давления и температуры, которые определяются по формулам:

P_ПР=P/y_iP_КРi; T_ПР=T/y_iT_КРi; где у_i - молярная доля i-го компонента в смеси.

10. Критическое давление и температура компонента и смеси газов. Приведенные параметры смеси газов.

Критические температура и давление дают приблизительное представление о том, в какой области давлений и температур эта смесь (или компонент) может существовать как жидкость, газ или двухфазная смесь. Критические параметры смеси вычисляются как взвешенная сумма критических параметров компонентов:

, где n-число компонентов в смеси, x_i-молярная доля итого компонента в смеси газов, Р_кр.i,Т _кр.i- критические значения параметров итого компонента (из таблиц).

Удобным -является представление уравнений состояния в приведен­ных переменных. Установлено, что при одинаковых значениях при­веденных параметров различные газы имеют одинаковые физические и гидродинамические показатели, в нем и заключается принцип соответственных состояний.

В случае индивидуальных компонентов приведенные параметры — это безразмерные отношения параметров состояния газа к их критическим значениям. Например, приведенные давление Р_пр= р/р_хр, температура Тпр=Т/Т_хр.

Таким же образом определяются приведенные объем, плотность и другие параметры.

Уравнение состояния, записанное с приведенными параметрами, становится универсальным. Так, например, уравнение Ван-дер-Ваальса при использовании приведенных параметров, приобретает вид

Это уравнение одинаково для всех индивидуальных газов. Для смеси газов приведенные параметры обычно вычисляются с использованием правила аддитивности: