From Wikipedia, the free encyclopedia
Els gasos reals –en contraposició als gasos ideals– tenen propietats que no es poden explicar enterament a partir de la llei dels gasos ideals. Per entendre el comportament dels gasos reals cal tenir en compte els següents punts:
Per la majoria d'aplicacions pràctiques no cal fer una anàlisi tan detallada, i l'aproximació al gas ideal es pot fer a partir de models que donen un resultat d'una precisió acceptable. Els models, però, s'han d'aplicar en condicions especials, com ara en el punt de condensació, prop d'un punt crític, sota pressions molt elevades, etc.
Els gasos reals se solen modelar tenint en compte el seu pes molar i volum molar amb l'equació de van der Waals:
On P és la pressió, T és la temperatura, R és la constant dels gasos i Vm el volum molar. a i b són paràmetres que es determinen empíricament per cada cas, però de vegades s'estimen a partir de la temperatura crítica (Tc) i la pressió crítica (Pc) amb les següents relacions:
L'equació de Redlich–Kwong és una altra equació de dos paràmetres utilitzada per modelar gasos reals. Quasi sempre és més acurada que l'equació de van der Waals, i també sovint més acurada que algunes equacions de més de dos paràmetres. L'equació és:
On a i b són dos paràmetres empírics diferents que els paràmetres de l'equació de van der Waals. Es determinen de la següent manera:
L'equació de Berthelot (anomenada en honor de D. Berthelot[1] és la següent:
La versió modificada és més precisa:
Aquest model (anomenar en honor de C. Dieterici[2]) actualment ja cau en desús. És:
L'equació de Clausius (anomenada en honor de Rudolf Clausius) és una equació simple de tres paràmetres:
On:
Vc és el volum crític.
L'equació de virial deriva del tractament de pertorbacions de la mecànica estadística:
O alternativament
On A, B, C, A′, B′, i C′ són constants que depenen de la temperatura.
Aquesta equació de dos paràmetres (anomenada en honor de D.-Y. Peng i D. B. Robinson[3]) té la propietat interessant que és útil també per modelar alguns líquids:
L'equació de Wohl (anomenada en honor d'A. Wohl[4]) es formula en termes de volum crític, per la qual cosa és útil si no es coneixen les constants de gasos.
On:
.
Aquesta equació es basa en cinc constants determinades experimentalment.[5] S'expressa com:
On:
Aquesta equació és raonablement acurada per densitats de fins a 0.8ρcr, on ρcr és la densitat de la substància al punt crític. Les constants s'extreuen de la taula següent, on P és en kPa, v és en m³/kmol, T és en K i R és la constant dels gasos.[6]
Gas | A0 | a | B0 | b | c |
---|---|---|---|---|---|
Aire | 131,8441 | 0,01931 | 0,04611 | -0,001101 | 4,34×10^4 |
Argó | 130,7802 | 0,02328 | 0,03931 | 0,0 | 5,99×10^4 |
Diòxid de carboni | 507,2836 | 0,07132 | 0,10476 | 0,07235 | 6,60×10^5 |
Heli | 2,1886 | 0,05984 | 0,01400 | 0,0 | 40 |
Hidrogen | 20,0117 | -0,00506 | 0,02096 | -0,04359 | 504 |
Nitrogen | 136,2315 | 0,02617 | 0,05046 | -0,00691 | 4,20×10^4 |
Oxigen | 151,0857 | 0,02562 | 0,04624 | 0,004208 | 4,80×10^4 |
L'equació de Benedict–Webb–Rubin, o equació de BWR, és:
On d és la densitat molar i a, b, c, A, B, C, α i γ són constants empíriques. Cal notar que la constant γ és una derivada de la constant α i, per tant, és quasi igual a 1.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.