Файл: Покровский, К. В. Термодинамика реальных газов применительно к нефтяным газам.pdf

Как было указано выше,' между пограничными кривыми располагается двухфазная область—влажный пар, а за этими кривыми—однофазная область: по праьую сторону от верхней пограничной кривой располагается область газа или пара, а по левую от нижней пограничной кривой —область жидкости.

Такие назЕания состояния веще­ ства характерны только для об­ ластей низких давлений, в обла­ сти же высоких давлений они

другое—при температуре Т2 несколько выше критической (см точки Cj н С2 на рис. 5).

При изотермическом сжатии газа, езятого в первом состоя­ нии. процесЪ потечет сначала по кривой С,С до верхней по­ граничной кривой КС, до состояния сухого насыщенного пара (точка С), затем произойдет сжижение газа по прямой С А до нижней пограничной кривой КА, до состояния насыщенной жидкости (точка А), и, наконец, жидкость сожмется до конеч­ ного давления по кривой АА1ч При изотермическом сжатии газа, взятого во втором состоянии, процесс протекает по уча­ стку С2А2 изотермы Г2=шост. до конечного давления, минуя пересечение с пограничными кривыми и, следовательно, без изменения фазы и сжижения газа. .

Поэтому состояние газа в области между критической изо­ термой и верхней пограничной кривой, т. е. в^области воз­ можного изотермического сжижения, условно называют состо­ янием перегретого пара.

Газом или как его именовали раньше постоянным газом называют газ, имеющий температуру выше критической.

Таким образом, при одном и том же конечном давлении а точке Ах мы будем иметь жидкость при температуре Г ,< 7 ’ а в точке А2—газ при температуре 7?2> Г К. Сб'лижая интервал температур до Т 1= Т2 — Тк, видим, что на участке КАк кри­ тической изотермы Г*= пост. мы будем иметь соприкоснове.-

1 2

ние жидкой и газообразной областей, там свойства жидкости

игаза не будут отличаться друг от друга.

Кпоследнему выводу приводит также рассмотрение в этой ' области процесса изобарического сжатия или расширения газа.

Возьмем газ при давлении Р х, меньшем критического, и при

газов, деление областей высоких давлений на жидкую и газо­

3.СВЯЗЬ МЕЖДУ КРИТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ

ИПАРАМЕТРАМИ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА

Между критическими параметрами и постоянными а и b существуют зависимости, которые могут быть выведены сле­ дующим путем: Так как в точке К Касательная s —s (см. рис. 3) располагается горизонтально и точка эта является точкой пе­ региба кривой Гк=пост.„ то должны быть соблюдены условия:

13

Уравнение (6) называется приведенным уравнением Ван- дер-Ваальса. Сравнивая его с уравнением (1), видим, что оно построено по тому же образцу и если величины тс, ® и т пред­ ставляют собой приведенные параметры, то а и ß могут быть названы приведенными постоянными Ван-дер-Ваальса, а р— приведенной газовой постоянной Н.

Постоянство численных значений а, ß и р показывает, что уравнение Ван-дер-Ваальса в приведенной форме оказывается пригодным для всех газов, незввисимо от их физической раз­ новидности; другими словами, Есе газы подчиняются единому

нения (6) и называется законом соответственных состояний, в последнее время находящим широкое применение в тех­ нической термодинамике. С помощью этого закона, зная свой­

Выше было сказано, что с увеличением температуры при постоянном давлении реальный газ приближается по свойствам, к идеальному, следовательно, с у.величением т отличие дан­ ного газа от идеального будет меньше.

» В силу того же закона', из двух газов, взятых при одина­ ковой температуре, больше будет отклоняться ст свойств иде­ ального газа тот газ, у которого критическая температура больше, так как приведенная температура будет меньшей.

О степени применимости для газов уравнения Клапейрона судят обычно при одинаковой(например, комнатной) темпера­ туре, поэтому газы, имеющие малую критическую температуру,

1 5,

давления выражается формулой t° С = 100 у Р ата, определим

обеспечиваемая законом соответственных состояний, получается не слишком высокой, что объясняется еще тем, что Н20 и С3Н8—вещества не одного гомологического ряда.

5. НЕСОВЕРШЕНСТВА УРАВНЕНИЯ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА

Вывод уравнения (P + —^j (у—Ь) = RT был обоснован на- '

ми двумя грубыми положениями:

1) молекулы представляют собой тела с неизменным объ­ емом;

2) сила взаимодействия молекул при всех состояниях газа обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между ними.

1 6