تشرح هذه المقالة ما هو عامل الانضغاط في الكيمياء. لذلك سوف تتعرف على كيفية حساب عامل الانضغاط (الصيغة)، بالإضافة إلى ذلك، ستتمكن من رؤية رسم بياني يمكنك من خلاله بسهولة العثور على عامل الانضغاط لأي غاز.
ما هو عامل الانضغاط؟
عامل الانضغاط هو معامل يشير إلى العلاقة بين الحجم المولي للغاز الحقيقي وحجم الغاز المثالي عند نفس درجة الحرارة والضغط. وبعبارة أخرى، يصف عامل الانضغاط انحراف الغاز الحقيقي عن سلوك الغاز المثالي.
ولذلك، يتم استخدام عامل الانضغاط لمعرفة مدى سلوك الغاز الحقيقي مثل الغاز المثالي. إذا كانت قيمة عامل الانضغاطية قريبة من 1، فهذا يعني أن الغاز الحقيقي يمكن اعتباره غازًا مثاليًا.
لاحظ أن القوانين الكيميائية مبسطة إلى حد كبير بالنسبة للغازات المثالية، لذلك نريد عمومًا أن نكون قادرين على التفكير في الغاز باعتباره غازًا مثاليًا.
بشكل عام، رمز عامل الانضغاطية هو الحرف الكبير Z.
صيغة عامل الانضغاط
عامل الانضغاط يساوي الحجم المولي للغاز الحقيقي مقسومًا على الحجم المولي للغاز المثالي المقابل. وبالتالي فإن صيغة حساب عامل الانضغاط هي كما يلي:
يمكن حساب الحجم المولي للغاز المثالي باستخدام قانون الغاز المثالي، وبالتالي فإن التعبير أعلاه يعادل ما يلي:
ذهب:
-
هو عامل الانضغاط.
-
هو الحجم المولي للغاز الحقيقي.
-
هو الحجم المولي للغاز المثالي المقابل.
-
هو الضغط.
-
هي درجة الحرارة.
-
هو الثابت العالمي للغازات المثالية.
معامل الانضغاط ليس له وحدة، لأنه يتم حسابه بقسمة كميتين لهما نفس الوحدات، وبالتالي تلغي كل منهما الأخرى.
نحن نعتبر أن الغاز الحقيقي يمكن اعتباره غازًا مثاليًا عندما تكون قيمة عامل الانضغاط قريبة جدًا من 1؛ وبشكل عام نأخذ القيم بين 0.95 و 1.05. لاحظ أن عامل الانضغاط يساوي 1 يعني أن الغاز مثالي، لكن عمليًا لا يوجد غاز مثالي تمامًا.
الرسم البياني لعامل الانضغاط
يرتبط عامل الانضغاط ودرجة الحرارة المنخفضة والضغط المنخفض ببعضهما البعض. على وجه التحديد، يمكن تحديد عامل الانضغاطية للغاز الحقيقي إذا تم معرفة درجة الحرارة والضغط المنخفضين.
الرسم البياني الذي يسمح لك بإيجاد عامل الانضغاط هو كما يلي:
لاستخدام الرسم البياني لعامل الانضغاط، يجب عليك اتباع الخطوات التالية:
- احسب الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة للغاز. للقيام بذلك، يجب عليك استخدام الصيغ أدناه.
- ارسم الرسم البياني على طول المحور X على طول الخط المكافئ لضغط الغاز المنخفض.
- حرك الرسم البياني للخلف على طول الخط السابق حتى تجد الخط المقابل لدرجة حرارة الغاز المنخفضة.
- عامل انضغاطية الغاز يساوي قيمة المحور Y الذي يتقاطع عنده الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة للغاز.
لاحظ أنه يتم حساب درجة الحرارة المنخفضة والضغط المنخفض عن طريق قسمة درجة الحرارة والضغط على درجة الحرارة الحرجة والضغط الحرج، على التوالي:
