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二、压缩因子图
荷根(Hougen)和华特生(Watson)测定了许多气体有机物质和无机物质压缩因子随对比温度和对比压力变化的关
系,绘制成曲线,所得关系图称为'普遍化压缩因子图“。见图1-14。当实际气体的临界压力P和临界温度T的数
cc
据为已知,可将某态下的压力p和温度T换算成相应的对比压力p和对比温度T,从图中找出该对比态下的压
rr
缩因子Z。再由下式计算气体的摩尔体积V:
m
(1-38)
1-
—
0.]
hAlcKIA研r碍>聲..二■娄一■
图1-14压缩因子Z随p及T变化关系
rr
当然,计算并不仅限于体积。上式形式简单,计算方便,并可应用于高温高压,作为一般估算,准确定基本上可以满足,在化工计算上常驻采用。一般说来,对非极性气体,准确度较高(误差约在5%以内);对极性气体,误差大些。但对H2He、Ne则为例外,这三种气体,根据经验采用以下修正公式:
广^/kPa+*Z/K+8
(1-77)
所得结果更准确。为进一步提高计算方法的准确性,常需引入更多的参数,最常用的是三参数法。需要时读者可参阅有关专著,在此不赘述。
(例3〕试用压缩因子图法计算573K和20265kPa下甲醇的摩尔体积。甲醇的临界常数:T=513K,p=。
cc
(解〕
p_20265
=
由图1-14查出T=,p=,Z=
rr
ZRT=引4压“皿小“冥
=
El-15例题M求孵示意国
,%。用理想气体状态方程式计算,V=!而用范德华方程式计算,
m
V=。可见此法不仅方便,且较准确。
m
〔例4〕,。试求钢筒中气体的压力。已知甲烷T=,p=4640kPa。
cc
〔解〕
T2132
加阻=-mol-1
=3200/=200itlo1
<
或p=
r
在T附近,作p==(参考图1-15),此Z值即为同时满足T=
rcrr
P=,以之代入公式
r
P=Pr'P.=3.<26Zp,
则==H496kPa
求得钢筒压力为11496kPa。