LEZIONE DEL 19/10/98 ORE 16:30 - 18:30 ENRICO COZZANI MATR. 112694

 

GAS REALI

 

EQUAZIONE DI STATO DEI GAS REALI

PV = zRT ( Dove z = PV = FATTORE DI COMPRESSIBILITA' )

RT

Si noti che, se z = 1, si ottiene l' equazione di stato dei gas perfetti.

Occorre quindi trovare un modo per determinare z in qualunque diagramma PV.

A questo scopo si introduce la cosiddetta:

LEGGE DEGLI STATI CORRISPONDENTI (Stabilisce la deviazione dal gas perfetto di tutti i gas)

"Tutti i gas hanno lo stesso scostamento z dal gas perfetto a parita' di coordinate termodinamiche ridotte"

Cosa sono le coordinate termodinamiche ridotte? (Es. Pressione ridotta , Temperatura ridotta....)

Pr = P = Pressione ridotta ( P = Pressione del gas , Pc = Pressione del punto critico)

Pc

Tr = T = Temperatura ridotta ( T = Temperatura del gas , Tc = Temperatura del punto critico)

Tc

( Il volume specifico ridotto Vr risulta univocamente determinato note Tr e Pr ).

 

TABELLA DI ALCUNI VALORI CRITICI

 

Pc (BAR)

Tc (° K)

VmC

Zc

ARIA

37.3

132.8

0.083

0.284

OSSIGENO

50.7

154.4

0.074

0.29

AZOTO

33.9

126.1

0.09

0.291

ACQUA

22.1

647.3

0.057

0.23

METANO

46.4

191.1

0.099

0.29

AMMONIACA

112.7

405.6

0.072

0.242

Come si vede dalla tabella , zc e' sempre attorno a 0.27¸ 0.28 , ed e' per questo motivo che alla legge degli stati corrispondenti si da' un significato solo teorico , cioe' viene per cosi' dire "presa per buona".

Dalla teoria cinetica dei gas , si e' sperimentalmente ottenuto che zc = 0.375 , per cui bisogna introdurre il cosiddetto:

volume critico convenzionale = Vc* , ovvero quel volume che ci sarebbe se zc fosse uguale a 0.375.

Quindi si ottiene la legge: PcVc* = zcRTc ( Affinche' sia soddisfatto zc = 0.375)

Da cui: ( m = massa molare )

SCOSTAMENTO ENTALPICO E SCOSTAMENTO ENTROPICO

Si puo' dimostrare che:

( h = entalpia molare ) = scostamento entalpico = f (Pr,Tr)

e inoltre:

= f (Pr,Tr)

 

IMPORTANTE !

Cosa accade se sono poco lontano dalla curva limite ?

Esempio:

 

H(1) = ?

U(1) = ?

S(1) = ?

dH = dQ + VdP ,ma se P = costante Þ VdP = 0

dH = cpdT

Per l' entropia:

(Se T1 e' poco diverso da T1' , cioe' se 1 e' poco distante da 1' )

 

ESERCIZIO

scatolone adiabatico a due scomparti:

 

P3 = ?

T3 = ?

D S = ?

SOLUZIONE

 

Q = 0 , L = 0 Þ dal primo principio ho che D U = 0 Þ U3 = U1 + U2