ΚΕΦ. 6 - ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΕΡΙΩΝ ΜΕΡΟΣ Α PDF

Επικαιροποίηση: 21.11.2024 ΧΗΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ 6. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΕΡΙΩΝ – ΜΕΡΟΣ Α 16η Διάλεξη: Τετάρτη 13.11, 11.15 – 13.00 17η Διάλεξη: Τετάρτη 20.11, 12.15 – 13.00 18η Διάλεξη: Πέμπτη 21.11, 11.15 – 13.00...

Επικαιροποίηση: 21.11.2024 ΧΗΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ 6. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΕΡΙΩΝ – ΜΕΡΟΣ Α 16η Διάλεξη: Τετάρτη 13.11, 11.15 – 13.00 17η Διάλεξη: Τετάρτη 20.11, 12.15 – 13.00 18η Διάλεξη: Πέμπτη 21.11, 11.15 – 13.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12  𝑅𝑇 𝜐𝜄𝛿𝛼𝜈 = 𝜐 𝑝𝜐 𝑝 Ο παράγοντας συμπιεστότητας, Ζ Ζ= = 𝜐𝜄𝛿𝛼𝜈 𝑅𝑇 13 14 15 16 17  𝑑𝑍 Για ιδανικό αέριο, η κλίση είναι : =0 𝑑𝑝 ∃ 𝜇𝜄𝛼 Τ θερμοκρασία Boyle, 𝑇𝐵 , για την οποία η εξάρτηση του Ζ από την 𝑝 έχει κλίση: 𝑑𝑍 = 0 𝛾𝜄𝛼 𝑝 → 0 𝑑𝑝 Δηλ. για κάποια περιοχή πιέσεων, για Τ = ΤΒ 𝑝𝜐 ≈ 𝑅𝑇𝐵 (ωστόσο, το αέριο ΔΕΝ είναι ιδανικό) 𝐵 𝐶 και 𝑝𝜐 = 𝑅𝛵𝛣 1 + + +⋯ 𝜐 𝜐2 1 𝐵 𝐶 Στην 𝑇𝐵 : =0 & ≈0 𝜐 𝜐2 18 Στην θερμοκρασία Boyle, 𝑇𝐵 , μηδενίζεται ο 2ος συντελεστής virial: 𝐵 = 0 19 20 21 G 22 G 23 G 24 𝑇 < 𝑇𝑐𝑟 𝑇 ≥ 𝑇𝑐𝑟 25 26 27 28  Χαρακτηριστικά της εξίσωσης van der Waals 𝑅𝑇 𝑎 𝑝= − 2 𝜐−𝑏 𝜐 1. Σε ψηλές θερμοκρασίες και μεγάλους γραμμομοριακούς όγκους λαμβάνονται ισόθερμες ιδανικών αερίων 𝑎 𝜐≫𝑏 & ≈0 𝜐2 2. Οι κρίσιμες σταθερές συνδέονται μέσω σχέσεων με τους συντελεστές van der Waals 29  Για 𝑇 → 𝑇𝑐𝑟 τα extrema συγκλίνουν και για 𝑇 = 𝑇𝑐𝑟 , δηλ. 𝑇𝑟 = 1 𝑅𝑇 𝑎 συμπίπτουν 𝑝= − (1) 𝜐 − 𝑏 𝜐2 𝑑𝑝 𝑅𝑇 2𝑎 = 0− 2 + 3 =0 𝑑𝜐 𝜐−𝑏 𝜐 𝑑2𝑝 2𝑅𝑇 6𝑎 2 =0 3 − 4 =0 𝑑𝜐 𝜐−𝑏 𝜐 𝑎 8𝑎 𝜐𝑐𝑟 = 3𝑏 𝑝𝑐𝑟 = 𝑇𝑐𝑟 = 27𝑏 2 27𝑅𝑏 (2) 𝑝𝑐𝑟 𝜐𝑐𝑟 3 𝛧𝑐𝑟 = = Υπολογισμός συντελεστών vdW (a, b) από τις κρίσιμες σταθερές 𝑅𝑇𝑐𝑟 8 30 T = 0oC 31 Η ΑΡΧΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ (PRINCIPLE OF CORRESPONDING STATES) Μια σημαντική τεχνική στη Φυσικοχημεία, για τη σύγκριση ιδιοτήτων υλικών είναι η επιλογή μιας Θεμελιώδους ιδιότητας των υλικών (εδώ: μιας Κρίσιμης Σταθεράς) και η δημιουργία μιας σχετικής κλίμακας με βάση την ιδιότητα αυτή 32 Η ΑΡΧΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ (PRINCIPLE OF CORRESPONDING STATES) Μια σημαντική τεχνική στη Φυσικοχημεία, για τη σύγκριση ιδιοτήτων υλικών είναι η επιλογή μιας Θεμελιώδους ιδιότητας των υλικών (εδώ: μιας Κρίσιμης Σταθεράς) και η δημιουργία μιας σχετικής 𝑇𝑟 = κλίμακας με βάση την ιδιότητα αυτή Παράγοντας συμπιεστότητας, Ζ 𝑇𝑟 = Ανηγμένες Μεταβλητές 𝑇𝑟 = 1.0 Άζωτο Μεθάνιο Προπάνιο Αιθυλένιο Ανηγμένη πίεση, 𝑝𝑟 33  𝑎 8𝑎 𝜐𝑐𝑟 = 3𝑏 𝑝𝑐𝑟 = 𝑇𝑐𝑟 = 27𝑏 2 27𝑅𝑏 34