压缩因子

物理化学-1.6.3压缩因子图三、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pc和临界温度Tc的数据为已知，可将某态下的压力p和温度T换算成相应的对比压力pr和对比温度Tr，从图中找出该对比态下的压缩因子Z。再由下式计算气体的摩尔体积Vm：(1-38)图1-14压缩因子Z随pr及Tr变化关系当然，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H2、He、Ne则为例外，这三种气体，根据经验采用以下修正公式：(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：Tc=513K，pc=7974.3kPa。〔解〕由图1-14查出Tr=1.12，pr=2.54时，Z=0.45实验值为0.114dm3，误差为7.5%。用理想气体状态方程式计算，Vm=0.244dm3!而用范德华方程式计算，Vm=0.126dm3。可见此法不仅方便，且较准确。〔例4〕一容积为3dm3的钢筒内容有3.20kg的甲烷，室温为273.4K。试求钢筒中气体的压力。已知甲烷Tc=191.1K，pc=4640kPa。〔解〕或pr=3.26Z在Tr附近，作pc=3.26Z直线交Tr于Z=0.76处（参考图1-15），此Z值即为同时满足Tr=1.43和pr=3.26Z的对应态的压缩因子值，以之代入公式则求得钢筒压力为11496kPa。