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Die Berechnung von Sättigungsdaten und der Realgasfaktoren von Flüssigkeiten und Gasen

 

 Die Volumina v’, v’’ bzw. die Dichten r ’, r ’’ von Stoffen entsprechend ihres Dampfdruckes ps bei der Temperatur T sind sogen. Sättigungsdaten dieser Stoffe.

Die Kenntnis dieser Daten ist ausschlaggebend wichtig zur Beurteilung und Auslegung physikalisch- chemischer Abläufe und speziell in der Verfahrenstechnik.
Zur Berechnung des Dampfvolumens v’’ (cm3 /mol ) bei der Temperatur T (K) und gegebenem Dampfdruck ps (Mpa) steht als Näherung
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zur Verfügung. Die Konstanten a, b sind die Parameter der klassischen van der Waals- Zustandsgleichung mit Tk als kritische Temperatur (K) und pk (Mpa) als kritischen Druck:
a = 27R2 Tk 2 /64pk , b = R Tk /8 pk . Genauere v“- Volumina sind mit einer weiteren Näherung zu berechnen (s. „Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene“, ISBN 978-3-00-027253-0).
Die dem Sättigungsvolumen entsprechende Dichte r ’’ (g/ cm3 ) ist mit

 ρ“ = M/v“

zu berechnen.

Das Volumen der Flüssigkeit ist mit

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gegeben.

Die sogen. Dichtesprungkonstante Kv (mol/cm3 K1/3 ) kann berechnet werden (s. „Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene“- ISBN 978-3-00-027253-0). Der sogen. kritische Exponent b gilt mit dem Wert 1/3.

Die dem Flüssigkeitsvolumen v’ entsprechende Dichte ist mit

 ρ‘ = M/v‘

zu berechnen.

                                                                                                                                                                                                                                            

Das Volumen  realer  Gase ist mit

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für die gegebene Temperatur T und dem vorgegebenen Druck p zu bestimmen.

Der den Zustand eines Stoffes charakterisierende Realgasfaktor Z = pv / RT kann also immer für Gase angegeben werden.

Da mit der oben gen. Gleichung für v’ auch die Flüssigkeitsvolumina in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck in einer zu Gasen analogen Weise berechnet werden können, sind auch die für Flüssigkeiten definierten Realgasfaktoren selbst bis zu hohen Flüssigkeitsdrücken berechenbar.

 

Nachfolgend werden für bestimmte Stoffe auf diese Art und Weise berechnete Daten für die Volumina v’, v’’ und für Realgasfaktoren Z in Abhängigkeit von Druck und Temperatur zusammengestellt. Die Ergebnisse sind Näherungen. Die gen. Referenzwerte entsprechen Angaben aus der Literatur ( wie – VDI- Wärmeatlas, VDI- Verlag; – Landolt- Börnstein, Zahlenwerte und Funktionen, Springer- Verlag; – Blanke, W., Thermophysikalische Stoffgrößen, Springer- Verlag 1989, u.a.). Ein Vergleich mit Daten aus kommerziell geführten Datenbanken kann allerdings nicht erfolgen.

OZON O3

krit. Temperatur: 261.1 K,    krit. Druck: 5.53 MPa, normaler Siedepunkt: 161.9 K, Flüssigkeitsvolumen am normalen Siedepunkt: 35.5015 cm³/mol

 

Volumen- Sättigungsdaten von Ozon O3

Temperatur T      Flüssigkeit v‘                        Dampf v“ 

     K                        cm³/mol                                cm³/mol 

  –       berechnet      Referenzw.      berechnet     Referenzw.   

140      33.29                   33.40            72230             –

162      35.50                   35.52             12890            –

200    40.84                     –                    1714            –

230     47.57                    –                      516           –

Realgasfaktoren Z  für Ozon

Druck / MPa       Temperatur/K

                          77.15               90.25               140

0.1                   0.005                0.004                0.003

1.0                   0.045                0.04                   0.029

10                     0.45                  0.40                 0.29

20                     0.9                    0.79                0.57

100                   4.5                                            2.8

 

 Druck/MPa          Temperatur/K

                                  175            200            230

0.1                              0.98           0.99           0.99

1                                0.025         0.025         0.92

10                              0.252          0.24            0.24

20                              0.5              0.48          0.46

                          

This entry was posted on Sonntag, Juni 7th, 2009 at 12:11 pm and is filed under Dichte von Flüssigkeiten und Gasen, kritische Phänomene, Sättigungsdaten-Flüssigkeiten und Gase, Theorie der Flüssigkeiten und Gase, Zustandsgleichung. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.

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