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ガスの圧縮係数Zをどのように見つけますか?

圧縮率係数(Z)は、理想的なガス挙動からの実際のガスの偏差を説明する無次元の量です。これは、ガスの実際の体積が理想的に動作した場合に占める体積とどれだけ異なるかの尺度です。圧縮率係数を見つける方法は次のとおりです。

1。理想的なガス法と実際のガス方程式の使用:

* 理想的なガス法: pv =nrt、ここ:

* P =圧力

* v =ボリューム

* n =モル数

* R =理想的なガス定数

* T =温度

* 実際のガス方程式: PV =Znrt

* 圧縮率係数(z): z =(pv)/(nrt)

2。実験データからZを決定する:

* 直接測定: ガスサンプルの圧力、体積、温度、およびモル数を直接測定できます。次に、上記の式を使用してzを計算できます。

* 圧縮率チャートを使用: これらのチャートはさまざまなガスで利用でき、圧力と温度に基づいてZ値を提供します。ガスの特定の条件に対応するZ値を調べることができます。

3。経験的方程式の使用:

* van der waals方程式: この方程式は、分子間力と有限分子サイズを説明し、Zの計算に使用できます。

* redlich-kwong方程式: より広い範囲の条件に対してZのより正確な表現を提供する別の経験的方程式。

4。コンピューターシミュレーションの使用:

*分子シミュレーションを使用して、個々のガス分子の挙動をモデル化することによりZを計算できます。これらの方法は非常に正確ですが、重要な計算能力が必要です。

重要なメモ:

* 理想的なガス挙動: 理想的なガスには、z =1の圧縮率係数があります。これは、その行動が理想的なガス法と完全に一致することを意味します。

* 実際のガス: 実際のガスは、特に高い圧力と低温で理想的な行動から逸脱しています。それらの圧縮率係数は、特定のガスと条件に応じて、1以下、1以下、または1よりも大きい場合があります。

理想的なガス法と実際のガス方程式を使用してZを見つける方法の例を示します:

10 ATMと273 Kに1モルの窒素ガスがあるとしましょう。理想的なガス法は22.4 Lのボリュームを予測しますが、測定された実際の体積は20 Lです。

* z =(pv)/(nrt)=(10 atm * 20 l)/(1 mol * 0.0821 l atm/mol k * 273 k)=0.89

これは、これらの条件で、窒素ガスが理想的なガスよりもわずかに圧縮性が低いことを意味します(Z <1)。

利用可能なデータと望ましい精度に基づいてZを決定するための適切な方法を選択することを忘れないでください。

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