химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

них, сохраняют внешний вид уравнений для идеальных газов, в которые вместо давлений входят летучести.

Уравнение (IV, 43а) и условие (IV, 44) являются основой для вычисления летучести газа. Дифференцируя выражение (IV, 43) по давлению (Т—const), получаем:

(fV*7^). (,v'45)

или, заменяя левую часть ее значением по уравнению (IV, 16).*

d \nf = gpdp

Интегрирование в пределах между состояниями 1 и 2 дает:

\n-k\=±\vdp (IV, 46)

PI

Вычислить летучесть одного моля газа по уравнению (IV, 46) можно различными путями. Так, можно в подынтегральное выражение подставить мольный объем, выраженный как функция давления по уравнению состояния, например по уравнению Ван-дер-Ваальса.

Наиболее точный способ заключается в графическом нахождении интеграла уравнения (IV, 46). Для этого по экспериментальным значениям объема, который занимает один моль газа при разных давлениях, строят кривую зависимости V от р. Величину интеграла вычисляют, определяя площадь под соответствующей частью кривой.

Имея опытные данные для V=f(p), целесообразно вычислить так называемую объемную поправку реального газа а, определяемую по уравнению:

у = EL _ а (IV, 47)

Подставим это значение V в уравнение (IV, 46) и интегрируем:

In-'PI PI

Уменьшаем нижний предел интегрирования рг до очень малых величин так, чтобы в соответствии с условием (IV, 44) /i=/?i.' Сокращаем ln/1 = ln/?1, затем приравниваем рх нулю и, опуская индекс 2, получаем

и

inf= \пр—±г (IV, 48)

рилиw J«

dp

Отношение ftp называют коэффициентом активности или коэффициентом летучести газа и обозначают греческой буквой у:

Г = flp

На рис. IV, 3 изображена для аммиака зависимость величины а от давления, характерная для многих реальных газов при обычной температуре. Площадь под кривой от р=0 соответствует величине интеграла в уравнении (IV, 48). Так как при повышении давления функция а=<р(р) меняет знак, то интеграл также изменит знак (при значении давления большем, чем то, при котором а=0). Поэтому, как видно из уравнения (IV, 48), летучесть многих реальных газов, будучи сначала меньше давления, при увеличении давления становится равной, а затем и больше давления. Это иллюстрирует табл. IV, 2

Смысл поправки а в уравнении (IV, 4/) выявляется отчетливо при использовании так называемого уравнения состояния реального газа с внриальными коэффициентами. Это уравнение имеет две формы:

pV = RT + Bp -j- Ср2 + Dp* +• • •

н

p\f =;RT+ B'/V + CIV2 -f D'/V3 H

Таблица IV, 2

Объемная поправка (а) и летучесть (/) окиси углерода при 0°С

и разных давлениях (р)

р сс / Р а

атм смЪ/моль атм атм ему моль атм

1 11,0 { 0,999« 400 —3,9 408,3

\ «1,0

25 12,5 24,62 500 -7,4 547,6

50 10,6 48,60 600 — 19,8 714,1

75 8,5 72,13 800 — 17,6 1152,0

100 6,3 95,38 1000 —24,3 1778,0

150 2,0 141,7 1100 — 14,8 2183,0

2U0 -2,1 189,0 1200 —25,3 2663,0

3U0 —9,0 298,0

Рис. IV, 3. Зависимость объемной поправки для NH3 от давления.

* Первым вириальным коэффициентом для всех газов является величина RT.

Здесь В, С, D... и В', С, D'...—вириальные коэффициенты второй, третий, четвертый и т. д.*. Они не зависят, естественно, от давления, но являются функциями температуры. Статистическая физика дает общие уравнения для расчета этих коэффициентов, которые отражают парные (В или В'), тройные (С или С), четверные (D или D') и т. д. взаимодействия молекул. Конкретный расчет возможен только с использованием того или иного закона для энергии взаимодействия двух молекул в зависимости от взаимного их расстояния и ориентировки. При малых давлениях тройные и более высокого порядка взаимодействия молекул несущественны по сравнению с парными и

PV = RT + Bp

или

RT

5 = 1/— — Р

Таким образом, поправка а в уравнении (IV, 47) при малых давлениях равна второму вириальному коэффициенту со знаком минус (а——В), т. е. постоянной для данной температуры величине.

При высоких температурах поправка а мало изменяется в широком интервале давлений, начиная от малых величин р. Это видно на рис. IV, 3.

При небольших давлениях а постоянна. В этом случае уравнения (IV, 48) и (IV, 49) приобретают вид:

\п f = \п р —(IV, 48а)

T^JL^e-^ (1у,49а)

При малых величинах а и малых давлениях показательная функция может быть разложена в ряд, прерываемый на втором члене:

i = i-& = w{JT-«)=PW= ? (IV'50)

Здесь рИД1—давление, которое имел бы идеальный газ, если бы он занимал тот же объем V, который занимает реальный газ.

Уравнение (IV, 50) дает возможность приближенно вычислять летучесть при малых давлениях.

В табл. 1У, 3 приведены летучести водорода, рассчитанные по уравнению (IV, 48а) и (IV, 50), а также значения аЩТ.

Как видно из табл. IV, 3, последние значения постоянны до давлений в несколько сот атмосфер. Поэтому значения летучести, вычисленные по уравнению (IV, 48а), являются точными в широком интервале давлений. Значения летучести, рассчитанные по уравнению (VI, 50), приближенны, причем ошибка в значении Д связанная с разложением экспоненты в ряд, увеличивается с

страница 53
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Предложение от KNSneva.ru Dell P2717H - онлайн кредит во всех городах России.
фирма домашние кинотеатры
купить наклейку не курить
уличные малые формы фото в детском саду

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.05.2017)