【正文】
不僅要反映相同分子之間的相互作用,同時還要反映不同類型的兩個分子交互作用的影響。如,對于二元混合物,維里系數(shù)要表示出分子 11, 22及 12之間的相互作用。即 ? ?1 1 2 2 1 2, , ,MiB f B B B y??由統(tǒng)計力學可以導出氣體混合物的第二 Virial系數(shù)為: 且 Bij= Bji。 ?對于二元混合物,展開式為: B11, B22分別為純 1物質(zhì)和 2物質(zhì)的第二維里系數(shù), ?B12代表混合物性質(zhì),稱為交叉第二維里系數(shù),用以下經(jīng)驗式計算: M i j i jijB y y B? ??221 1 1 1 2 1 2 2 2 22MB y B y y B y B? ? ?? ?( 0 ) ( 1 )c i ji j i jc i jRTB B Bp ???思考?對于多元混合物, 表達式怎樣? ?從上式可以看出,計算交互維里系數(shù)系數(shù),需要交互的臨界性質(zhì)。 ?Prausnitz對計算各臨界參數(shù)提出如下的混合規(guī)則: ? ?? ?31 / 3 1 / 3( 1 )20 . 50 . 5ci j i j ci cjci j ci jci jci jci cjci jci j ci cji j i jT k T TZ R TpVVVVZ Z Z? ? ???????? ???????????kij稱為二元交互作用參數(shù)。 ?不同分子的交互作用會影響混合物的性質(zhì),若存在極性分子時,影響更大。 ?kij一般通過實驗的 p –V –T數(shù)據(jù)或相平衡數(shù)據(jù)擬合得到。 ?kij的數(shù)值與組成混合物的物質(zhì)有關(guān),一般在 0~ 。 ?在近似計算中, kij可以取作為零。 混合物的立方型狀態(tài)方程 ?基本情況: ( 1)不同的狀態(tài)方程當用于混合物 pVT計算時應采用不同的混合規(guī)則; ( 2)一個狀態(tài)方程也可使用不同的混合規(guī)則。 ( 3)大多數(shù)狀態(tài)方程均采用經(jīng)驗的混合規(guī)則。 ( 4)混合規(guī)則的優(yōu)劣只能由實踐來檢驗。 ?通常形式 : 立方型狀態(tài)方程用于混合物時,方程中參數(shù) a和 b常采用以下的混合規(guī)則: 對于二元混合物, 交叉項 aij是計算關(guān)鍵 ( 1)可以用下式計算: kij稱為二元交互作用參數(shù)。 ( 2) Prausnitz等人建議用下式計算交叉項 aij 上式中交叉臨界參數(shù)的計算方法與混合物維里方程中臨界性質(zhì)的計算方法相同。 M i j i jija y y a? ??M i iib y b? ?? ?0 . 5( ) 1i j i j i ja a a k??221 1 1 1 2 1 2 2 2 21 1 2 22MMa y a y y a y ab y b y b? ? ???2 2. 5a c ijijc ijRTap??ai, aj ?使用情況: ( 1)通過計算得到混合物參數(shù) 后,就可以利用立方型狀態(tài)方程計算混合物的 p –V T關(guān)系和其他熱力學性質(zhì)了。 ( 2)不同的學者針對不同的性質(zhì)及不同的方程提出了許多其他的立方型狀態(tài)方程的混合規(guī)則。 ( 3)不同的混合規(guī)則有不同的精度和適用范圍。 ( 4)在混合規(guī)則中可以加入不同的交互作用參數(shù),計算效果不同。 ( 5)目前還有一些新的狀態(tài)方程,如 GE—EOS(即將超額性質(zhì)、活度系數(shù)和狀態(tài)方程聯(lián)系起來)。 ,MMab液體的 p –V T關(guān)系 ?除臨界區(qū)外,溫度(特別是壓力)對液體容積性質(zhì)的影響不大。除狀態(tài)方程外,工程上還常常選用經(jīng)驗關(guān)系式和普遍化關(guān)系式等方法來估算。 ?飽和液體體積 ( 1) Rackett方程 ?Rackett在 1970年提出了飽和液體體積方程,為 該式準確性還很好,因而出現(xiàn)了一些修正式,如 Spencer和 Danner提出 式中, 是每個物質(zhì)特有的常數(shù),可以由實驗數(shù)據(jù)回歸求得,但更多物質(zhì)缺乏該值,不得不選用臨界壓縮因子代替。 Rackett式對于多數(shù)物質(zhì)相當精確,但不適于的體系和締合液體。 ? ?2 / 71 rTs c cV V Z ??? ? 2 / 711 rTcs R AcRTVZp?????????RAZ? 如果應用在某一參比溫度下的一個實測體 Rackett積式改寫為以下形式: 依據(jù)上式,只要知道任意一個溫度下的摩爾體積,將此溫度作為參比溫度,便可以計算其他溫度下飽和液體體積。該式的估算精度比其他形式的 Rackett方程要高。 ( 2) Yen- Woods式 ?估算極性物質(zhì)飽和液體密度時,可以采用 Yen- Woods關(guān)系式。據(jù)報道,利用該式計算液體體積時,計算溫度從冰點附近至接近臨界點,壓力達到,誤差一般小于 3%~ 6%。該式的形式為: 參數(shù) a、 b、 c、 d的值可見相關(guān)文獻。 ? ?0 . 2 9 0 5 6 0 . 0 8 7 7 5RssVV ???? ? ? ? ? 2 / 72 / 711 RrrTT? ? ? ? ?? ?4 /3111s jjrjcKT???? ? ?? 23j c c cK a b Z c Z d Z? ? ? ??壓縮液體(過冷液體)體積 若壓力不高,可視壓縮液體(過冷液體)密度( d)與飽和液體密度( ds)相同,在工程計算中?;煊谩5谳^高壓力下兩者有差異,在接近臨界點時差異更大。 許多方法是從飽和液體密度出發(fā)的,一般的計算式表現(xiàn)為 d和 ds的差值或比值。 ( 1) ChangZhao法 計算式為 式中參數(shù)分別是對比溫度和偏心因子的函數(shù),飽和液體密度ds是由 rackeet式計算得到的。 ? ?? ?? ?? ?2 . 8 1 0 2 . 8 1 02 . 8 1 0 2 . 8 1 0C s C srcssssA p p A p p pd VdV A p p A p p p? ? ? ?? ? ?? ? ? ??液體混合物的 p –V T關(guān)系 ?一般來說,若采用合適的混合規(guī)則,上面介紹的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式都可以用來計算液體混合物的密度(體積)。 ?也可以選用合適的狀態(tài)方程處理液體混合物的 p –V T關(guān)系,則需要選擇與此狀態(tài)方程相一致的混合規(guī)則,混合規(guī)則的原則與基本方法和處理氣體混合物時相同。 ? 除了狀態(tài)方程和經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式外, Lydesen等人提出的液體對比密度普遍化關(guān)聯(lián)式也可以很方便地計算液體的密度。 本章主要內(nèi)容 ?通過純物質(zhì)的 p –V –T圖、 p –V圖和 p –T圖,了解純物質(zhì)的p –V –T關(guān)系。 ?掌握維里方程的幾種形式及維里系數(shù)的物理意義。 ?熟練運用二階舍項的維里方程進行 pVT計算。 ?理解立方型狀態(tài)方程的普遍特點。 ?重點掌握 RK方程一般形式和迭代形式的使用。熟練運用RK方程進行氣體的 pVT計算。 ?掌握 RKS和 PR方程。并能運用 RKS和 PR方程進行純流體的 pVT計算。 ?掌握偏心因子的概念。 ?理解對比態(tài)原理的基本概念和簡單對比態(tài)原理。 ?熟練掌握三參數(shù)的對應狀態(tài)原理和壓縮因子圖的使用。 ?熟練運用普遍化狀態(tài)方程式解決實際流體的 pVT計算。 ?初步了解液體的 pVT關(guān)系。 ?掌握混合物的 pVT關(guān)系。重點掌握 kay規(guī)則、氣體混合物的第二維里系數(shù)和立方型狀態(tài)方程的混合規(guī)則。 本章總結(jié) ?能正確分析純物質(zhì)的 p –V –T行為 。 ?狀態(tài)方程主要包括維里方程和立方型狀態(tài)方程,各有優(yōu)缺點,使用范圍不同。 ?對比態(tài)法也是處理 p –V –T關(guān)系的重要方法,它又包括兩種三參數(shù)壓縮因子圖和普遍化的狀態(tài)方程。 ?處理混合物的 p –V –T關(guān)系時,需要使用合適的狀態(tài)方程及其對應的混合規(guī)則。 ?液體的 p –V –T關(guān)系比較特殊,除了狀態(tài)方程外還有一系列的經(jīng)驗關(guān)系式。