Archive for November, 2009

1,4 Dioxan

Sonntag, November 29th, 2009

Dioxan ist ein organischer Stoff polaren Charakters.

Die Nachrechnung der Sättigungsdaten für den Dampf und die Flüssigkeit kann auch für diesen Stoff  nur allein mit den Angaben zum kritischen Punkt und zum normalen Siedepunkt erfolgen. Dies geschieht mit den die Berechnungsgrundlagen angebenden Gleichungen im Artikel “Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene”  vom 7.5.2009.

Die verwendeten Daten sind folgende: Kritische Temperatur- 587.0 K, kritischer Druck- 5.2777 MPa, normaler Siedepunkt- 374.55 K, Flüssigkeitsvolumen am normalen Siedepunkt- 93.943 cm³/mol, Dampf-volumen am normalen Siedepunkt- 30740 cm³/mol.

Die für Dioxan berechneten Siede- und Tauvolumina sind in den beiden nachfolgenden Diagrammen als Näherungen angegeben.

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Auch berechnete Realgasfaktoren Z = pv/RT (R- allgemeine Gaskonstante 8.314 J/mol K) für einige Temperaturen und vorgegebene Drücke sind exemplarisch genannt.

Temperatur: 423.15 K (150 °C)

 Druck /MPa    0.1      0.5       1.0         5.0        10.0

Realg. fakt.     0.99    0.014  0.029      0.143     0.284

 

Temperatur: 473.15 K (200°C)

Druck /MPa      0.1        0.5        5.0        10.0

Realg.fakt.       0.99     0.94       0.14        0.28

Die Berechnung weiterer Realgasfaktoren zur Einschätzung des Flüssigkeits- und Gasverhaltens von Dioxan ist mit den abgeleiteten Gleichungen ohne weiteres möglich.

Helium

Samstag, November 7th, 2009

Helium als wichtige Substanz der Tieftemperaturtechnik besitzt im Unterschied zu anderen Stoffen einige Besonderheiten. Im kondensierten Zustand ist Helium I und Helium II wegen der Existenz eines sogen. Lamdapunktes bei 2.1768 K  zu unterscheiden.  Helium I befindet sich in Zuständen mit Temperaturen über der λ- Temperatur, Helium II bei Temperaturen darunter. Sich üblich verhaltende Flüssigkeiten verringern bei sinkender Temperatur ihr Volumen. Bei Helium I ist das der Fall, bei Helium II allerdings erfolgt bei Abkühlung eine Expansion, die bei Abkühlung bis 1 K stoppt, um bei weiterer Abkühlung wieder zur Volumenverminderung zu führen. Im Fall von Helium II dominieren quantenmechanische Effekte das System (s. suprafluider Zustand).

Es ist zu fragen, ob mit den gen.  Besonderheiten von Helium die im Artikel “Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene” vom 7.5.09 erklärten Berechnungsmöglichkeiten für p,v,T- Zustandsgrößen  gleichermaßen wie für andere Stoffe  gültig sind.

Wendet man die in o. gen. Artikel sich aus der physikalischen Theorie kritischer Phänomene ergebenden Rechenvorschriften auf Helium selbst bis Temperaturen unter der λ- Temperatur an, ergeben sich die folgenden beiden Diagramme für die Volumina der Flüssigkeits- und Dampfphase entlang der Dampfdruck-kurve, die als bekannt vorausgesetzt wird.

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Die berechneten Helium- Volumina werden als Näherungen in der richtigen Größenordnung angegeben. Allerdings ist ersichtlich, daß die Veränderung der Flüssigkeitsvolumina in der Nähe und unterhalb der λ- Temperatur nicht mehr entsprechend der Temperaturveränderung  erfolgt.

Die  Berechnungen entsprechend des o. gen. Artikels vom 7.5.09 erfolgten mit den folgenden Daten: Kritische Temperatur: 5.201 K, kritischer Druck: 0.2275 MPa, Temperatur T0=2.2 K , Dampfdruck bei T0= 0.00539 MPa, Flüssigkeitsvolumen bei T0: 27.3805 cm³/mol, Dampfvolumen bei T0: 3194.4 cm³/mol.

Nachfolgend sind noch einige Näherungsergebnisse für Realgasfaktoren Z= pv/RT (R- allgemeine Gaskonstante 8.314 J/ mol K) von Helium angegeben.

Temperatur: 2.2 K

Druck /MPa   o.oo1      0.004        0.01       0.1       0.5         1.0

Realgasfak.    0.99       0.95        0.015        0.15     0.73      1.4

Temperatur: 2.6 K

Druck /MPa    0.001     0.01      0.1      0.5      1.0

Realgasf.      0.99      0.91      0.13      0.63      1.24

Temperatur: 3 K

Druck /MPa    0.001     0.01      0.1      0.5      1.0

Realgasfak.      1.0      0.95      0.12     0.6      1.1

Vergleichsergebnisse auf der Grundlage von Meßwerten liegen dem Verfasser nicht vor.

Acetonitril

Dienstag, November 3rd, 2009

Acetonitril C2H3N  ist ein organisches Lösungsmittel polaren Charakters.

Auch für diesen Stoff soll die Nachrechnung seiner Sättigungsdaten für den Dampf und die siedende Flüssigkeit nur allein mit Angaben zum kritischen Punkt und zum normalen Siedepunkt erfolgen. Dies geschieht mit den die Rechnungsgrundlagen angebenden Gleichungen im Artikel “Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene” vom 7.5.2009. 

Die verwendeten Daten sind folgende: kritische Temperatur: 545.5 K, kritischer Druck: 4.8928 MPa, normaler Siedepunkt: 354.65 K, Flüssigkeitsvolumen am normalen Siedepunkt: 57.205 cm³/mol, Dampfvolumen am normalen Siedepunkt: 29107 cm³/mol.

Die für Acetonitril damit berechneten Siedevolumina  sind die im  folgenden Diagramm angegebenen:

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Für Tauvolumina sind die folgenden Werte zur Orientierung berechnet worden:

Temperatur / °C      100        150        200        250

Volumen cm³/mol  16800        5098        2020        923

Auch berechnete Realgasfaktoren Z = pv/RT  (R- allgem. Gaskonstante 8.314 J/mol K) für einige Temperaturen und vorgegebene Drücke seien exemplarisch genannt:

Temperatur / K (°C) : 373.15 (100):

Druck / MPa    0.01        0.1        0.5        1.0        5.0        10.0

Realg. Faktor   1        0.98        0.01        0.02        0.1        0.19

 

Temperatur / K (°C)      423.15 (150):

Druck / MPa      0.01        0.1        1.0        5.0          10

Realgasfak.        1          0.99        0.02        0.09        0.18

 

Temperatur / K (°C)     473.15 (200):

Druck MPa    0.01      0.1        1          3          5           10

Realgasfakt.  1        0.99        0.89       0.06      0.1      0.19