محاسبه خواص ترمودینامیکی سیالات با استفاده از یک معادله حالت جدید

با استفاده از مکانیک آماری و پتانسیل 6-12 لناردجونز، معادله حالت جدیدی به دست آمده است که به خوبی می تواند خواص سیالات مایع و گازی را پیش بینی کند. این معادله حالت به صورت (z-a) v2 = a/v2 - b است که z فاکتور تراکم پذیری سیال a و b دوثابت و a ضریب تنظیم پذیری است که به دما و حجم سیال بستگی دارد و عبارت آن برای سیال مایع و سیال گازی متفاوت است . در این پایان نامه عبارتهای مناسبی برای a، در منطقه مایع بین 0.6<t r<1 و در منطقه گازی، وقتی که 1/1<t r <3 باشد، به دست آمده است . با استفاده از این معادله حالت ، کمیتهای ترمودینامیکی نظیر انتروپی، انتالپی، انرژی آزاد گیبس و ضریب تراکم پذیری هم دمای مایع محاسبه شده است . نتایج به دست آمده فقط چند درصد با مقادیر تجربی تفاوت دارند، به طوری که بندرت این تفاوت به حدود ده درصد می رسد. مقادیر فشار به دست آمده از این معادله حالت با معادله حالت ردلیخ - وانگ و بندیکت - وب - روبین مقایسه شده است و از لحاظ دقت ، نتایج حاصل از معادله ای حالت ردلیخ - وانگ و بندیکت - وب - روبین قابل مقایسه می باشد. سپس جامعیت معادله حالت به دست آمده با ترسیم تابع (z-a)v r 2 برحسب 1/v r 2، در دمای t r=0.8 برای مایعات nh3 , h2o , h2s , n-c8h18 , n-c7h16 , n-c6h14 , n-c5h12 , n-c4h10 , c3h8 , c2h6 , co2 , c2h4 , c2h2 , co , o2 , n2 , sf6 , ccl4 , ch4 , xe , krمورد ارزیابی قرار گرفته است که رفتار خطی خوبی را نشان میدهد. معادله حالت به دست آمده، همچنین، برای تابع k= -v(ap/av)t برحسب p (برای مایع kr در دمای t=170 k) رفتار خطی را پیش بینی می کند که از این لحاظ با نتایج تجربی منطبق است . برای مایعات مورد بررسی، پارامتر v0 که حجم مربوط به z=1 می باشد، در دمای tr=0/8، از داده های تجربی استخراج و از آن برای کاهش حجم به صورت vr0 = v/v0 استفاده شده و ملاحظه شده است که میزان تطابق رفتار مایعات مختلف با مایع مرجع (ar)، نسبت به وقتی که از حجم بحرانی برای این منظور استفاده شود بین 2 تا 25 برابر بهتر می شود (این امر خصوصا" برای مایعات قطبی قابل توجه است به طوری که برای آب 15 برابر و برای آمونیاک 23 برابر بیشتر شده است).