پیش بینی چگالی و حجم مولی برای مواد خالص با استفاده از معادلات حالت مکانیک آماری

از دیدگاه علم وصنعت اطلاع از خواص ترمودینامیکی مانند چگالی، ویسکوزیته و … یا به طور کلی داده های p-v-t امری ضروری می باشد. سانگ و میسون یک معادله حالت تحلیلی پیشنهاد کردند که بر پایه مکانیک آماری می باشد. در این معادله ضریب دوم ویریال که نقش اصلی را بر عهده دارد با اطلاع از انرژی پتانسیل بین مولکولی محاسبه می شود و بقیه پارامترها به جزئیات شکل پتانسیل حساس نیستند و فقط به شاخه دافعه انرژی پتانسیل بستگی دارند. بنابراین با داشتن پتانسیل بین مولکولی می توان چگالی را در هر دما و فشاری پیش بینی کرد.پارامترهای وابسته به دما با توجه به داده های موجود و به روش های زیر قابل محاسبه اند. 1- اگر پتانسیل بین مولکولی دقیق شناخته شده باشد، این پارامترها می توانند طبق روابط زیر محاسبه شوند. (4-1) b2 = 2? ?_0^???(1- e^(-u(r)/kt)) r^2 dr? (4-2) a = 2? ?_0^(r_m)??(1- e^((?-u?_0 (r))/(k_b t))) r^2 dr? (4-3) b = 2? ?_0^(r_m)??(1-[1+ (u_0 (r))/(k_b t) ]- e^((?-u?_0 (r))/(k_b t))) r^2 dr? که بخش دافعه u(r) بر اساس تجزیه u(r) به روش چندلر- ویکز- اندرسون به صورت زیر تعریف می شود: (4-4) u0(r) = u(r) + ? r < rm = 0 r > rm با تعیین پارامترهای وابسته به دما و داشتن داده های p-v-t تجربی پارامتر ? تعیین می شود. این پارامتر قابل تنظیم توسط شیب نمودار g-1(b?) بر حسب b? نیز تعیین می شود. در این پایان نامه چگالی و حجم مولی ترکیبات حلقوی سیکلوهگزان، سیکلوپنتان، سیس و ترانس دکالین، هپتیل سیکلوهگزان، متیل سیکلوهگزان، پروپیل سیکلوهگزان و ترکیبات آروماتیک تترالین، بنزن، آنیزول، برمو بنزن، اتیل بنزن، هپتیل بنزن، تولوئن، دی فنیل متان، متاکرزول، متازایلن، اورتوزایلن، پارازایلن، 2و4 دی کلروتولوئن و 1و3و5 تری متیل بنزن در دماها و فشارهای مختلف با کمک معادله ism محاسبه شده و میزان انحراف چگالی نسبت به مقادیر تجربی نیز محاسبه شده است.