zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI

Chia sẻ: Vang Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Báo xấu

124
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nếu ta sử dụng nhiệt công trong trạng thái tiêu chuẩn. giá trị của tính chất nhiệt động học được tính như sau: Ngược lại, một PTTT có thể khai triển từ một biểu thức liên quan của số dư đến điều kiện thể tích (hoặc áp suất), nhiệt độ. Dưới đây là pt năng lượng du Helmholtz:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI

NHIỆT ĐỘNG HỌC CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CBHD: TS.HUỲNH QUYỀN THỰC HIỆN: QUÁCH THỊ MỘNG HUYỀN
NỘI DUNG 4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial 4.1.1 Phương trình trạng thái rút gọn thể tích Virial thứ hai 4.1.2 Phương trình trạng thái rút gọn thể tích Virial thứ ba 4.1.3 Phương trình trạng thái rút gọn Virial thứ hai cho áp suất 4.1.4 Phương trình Benedict, Webb và Rubin 4.2 Các phương trình trạng thái dựa trên thuyết Van Der Waal 4.2.1 Phương trình trạng thái Soave-Redlich-Kwong và Peng- Robinson 4.2.2 Các khai triển của phương trình trạng thái bậc 3 4.2.2.1 Sự phụ thuộc của lực hấp dẫn vào nhiệt độ 4.2.2.2 Sự giảm lực hấp dẫn 4.2.2.3 Áp dụng các khái niệm từ các nhóm 4.2.2.4 Phương trình trạng thái cho khối cầu và chuỗi rắn 4.3 Phương trình trạng thái đặc trưng cho đơn chất 4.4 Phương trình Tait
Tổng quan Các phương trình trạng thái biểu diễn bởi các biểu thức toán học:  E(T,P,V,N)=0 (4.1) PT này thường được đơn giản tính cho 1 mol:  E(T,P,v)=0 (4.2) Pt được biết đến nhiều nhất là van der Waals[1873]: Trong phần này ta sẽ xem xét đến những vấn đề cơ bản vì đến nay phương trình trạng thái (PTTH) vẫn đang được nghiên cứu và đòi hỏi rất nhiều công sức.
Tổng quan  PTTT dùng tính mọi tính chất nhiệt động học, trong pha cân bằng.  Có thể áp dụng pt 1.44, 1.45 và 1.50 đến 1.53 để tính toán ảnh hưởng của thể tích, hoặc sự thay đổi nhiệt độ, áp suất lên tính chất nhiệt động học. Từ Pt 2.27 đến 2.34 tính sự chênh lệch từ định luật khí lí tưởng hoặc số dư.  Vd với ethanol chúng ta có:  Hay:
Tổng quan  Nếu ta sử dụng nhiệt công trong trạng thái tiêu chuẩn. giá trị của tính chất nhiệt động học được tính như sau:  Ngược lại, một PTTT có thể khai triển từ một biểu thức liên quan của số dư đến điều kiện thể tích (hoặc áp suất), nhiệt độ. Dưới đây là pt năng lượng du Helmholtz:
Tổng quan  Lấy đạo hàm pt van der Waals ở thể tích tại nhiệt độ không đổi:  Sự liên hệ giữa pt trạng thái và biểu thức tính chất số dư phải được nhấn mạnh.  Giá trị tính chất số dư thường liên quan đến năng lượng Helmholtz xuyên suốt hàm số từ đó dẫn đến các kết quả PTTT.  Sự liên hệ này là chìa khóa tính toán cân bằng sử dụng PTTT, có thể mô tả xảy ra đồng thời 2 trạng thái lỏng-hơi cho đơn chất.
Tổng quan
Tổng quan  Giữa vùng trung gian bước qua vùng ko bền:  Áp dụng (2.30) tính cho trạng thái cân bằng lỏng hơi trong từng phần  vùng cân bằng lỏng-hơi giữa đường đẳng nhiệt P(v) và đường tung độ Pσ được gọi là Maxwell . Xem xét dựa trên năng lượng Gibb và giả định đúng cho 2 pha 
Tổng quan Ta có thể thấy 1 PTTT có thể biểu diễn tốt cho thể tích pha hơi tại cùng ổn định nhưng cho kết quả ngược lại với áp suất hơi vùng không ổn định. Phân loại phương trình trạng thái:  Dựa trên nghiên cứu của Virial  PTTT dựa trên thuyế Van Der Waal Vì không có PT nào đáp ứng hoàn hảo mọi yêu cầu, nên ta dựa vào các yếu tố sau :  Thành phần của nó hoặc nhóm tương tự.  Các tính chất  Dãy nhiệt độ và áp suất
4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial  Giá trị hệ số nén cho chất lỏng,phù hợp khi (xét trường hợp khí lí tưởng) tỉ trọng tiến đến 0.  Hệ số B,C với đơn chất (khí) nó là một hàm của nhiệt độ và được gọi là hệ số nén Virial thứ hai, thứ 3 .  Nếu hàm Z(T,v) là hàm ẩn số chính xác tương ứng với thực nghiệm. Hệ số Virial sẽ được xác định bằng thực nghiệm.  Hàm Z(T,v) là một pt trạng thái khai triển tương ứng , nó cho phép ta xác định phương trình hệ số Virial kết hợp với PT sau
4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial  Khai triển cho áp suất ta có: ( pha hơi)  Trong đó:
4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial Vd 4.1: Xác định hệ số Virial thứ 2, thứ 3 cho ethane từ dữ liệu thực nghiệm Từ thông số “áp suất, thể tích, nhiệt độ” của ethane ta xác định được hệ số Vrial thứ 2 và thứ 3 tại nhiều nhiệt độ khác nhau. Sử dụng PT:  Tại giá trị nhiệt độ, ta sử dụng giá trị của (Z-1)v như hàm liên hệ với 1/v. giới hạn là 1/v  0 là pt hệ số Virial B, đường dốc tại đường cong bằng với hệ số thứ 3 Virial C. bảng 4.2 đưa ra các thông số áp suất và số mol thể tích tại 250C , và giá trị tính toán trung bình.  Bảng xác định hệ số thứ 2 và thứ 3 Virial cho ethane tại 250C.
4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial  Sử dụng bảng 4.2/104 ta xác định được giá trị B, C tại 0; 20; 250C. kết qủa:
4.1 Các phương trình trạng thái dựa trên khai triển của Virial
4.1.1 Phương trình trạng thái rút gọn thể tích Virial thứ hai  Pt rút gọn tính thể tích phổ biến nhất là:  PT này chỉ áp dụng cho pha hơi ở áp suất thấp.  Trong giản đồ 2.3 hoặc 3.8 đường Z(P) là một đường parabol của pt:  Với P=0, Z=1, và P=0, Z=0, nó trở thành khí lí tưởng. Gần đây nó được mở rộng khoảng áp dụng vẫn cho kết quả tốt. Đường parapol này tiếp tuyến với đường dẳng nhiệt Z(P) tại tọa độ P=0 và Z=1
4.1.1 Phương trình trạng thái rút gọn thể tích Virial thứ hai  Thừa số dư tại một nhiệt độ và áp suất xác định tương ứng với pt trạng thái này là đơn giản
4.1.2 Phương trình trạng thái rút gọn thể tích Virial thứ ba  Pt  Ít được sử dụng, nó không cho phép sự có mặt của trạng thái lỏng hơi. Tính cho đường tới hạn cưỡng bức (pt 2.4) hệ số nén tới hạn là 1/3 , lớn hơn nhiều so với giá trị thực nghiệm. hơn nữa, giá trị của hệ số virial thứ 3 cho kết quả kém chính xác.  Lợi điểm của biểu thức khai triển này là áp dụng cho khí thực. chúng cho phép thỏa mãn tính toán tỉ trọng đã dự đoán
4.1.3 Phương trình trạng thái rút gọn Virial thứ hai cho áp suất  Pt đơn giản nhất:  Hoặc  Dùng cho cả áp suất và thể tích. Lưu ý: việc sử dụng Phương trình trạng thái rút gọn Virial thứ hai cho áp suất thay thế đường đẳng nhiệt của hệ số nén tiếp tuyến với nhóm các đường đó tại điểm P=0 và Z=1 (hình 2.3 hoặc 3.8). pt này chỉ áp dụng cho pha hơi.  Phương trình cho hàm dư đơn giản
4.1.4 Phương trình Benedict, Webb và Rubin [1940]  Pt trạng thái được sử dụng chung cho phép nội suy hoặc lấy thẳng từ kết quả thực nghiệm, nó được dùng cho thể tích hơi của hydrocarbon nhẹ. Nếu cho p “mol tỉ trọng” thì sẽ được p=1/v mol thể tích.  Áp dụng cho pha trạng thái lỏng-hơi để yinh1 enthapy, entropy,hệ số biến thiên. Chúng cũng tạo thành công thức sử dụng rút gọn tọa độ, do đó thông số chỉ phụ thuộc vào tọa độ tới hạn, hoặc hệ số biên. Đề suất của Starling [1971-1972]
4.1.4 Phương trình Benedict, Webb và Rubin [1940]  trong đó pc là tỉ trọng mol tới hạn và ω là hệ số biên 

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.