В этой статье объясняется, что такое коэффициент сжимаемости в химии. Так вы узнаете, как рассчитать коэффициент сжимаемости (формула) и, кроме того, сможете увидеть график, по которому легко можно найти коэффициент сжимаемости любого газа.
Что такое коэффициент сжимаемости?
Коэффициент сжимаемости — коэффициент, указывающий на соотношение между молярным объёмом реального газа и объёмом идеального газа при одинаковых температуре и давлении. Другими словами, коэффициент сжимаемости описывает отклонение реального газа от поведения идеального газа.
Поэтому коэффициент сжимаемости используется, чтобы узнать, насколько реальный газ ведет себя как идеальный газ. Если значение коэффициента сжимаемости близко к 1, это означает, что реальный газ можно считать идеальным газом.
Обратите внимание, что химические законы для идеальных газов значительно упрощены, поэтому мы обычно хотим думать о газе как об идеальном газе.
Обычно символом коэффициента сжимаемости является заглавная буква Z.
Формула коэффициента сжимаемости
Коэффициент сжимаемости равен молярному объему реального газа, деленному на молярный объем соответствующего идеального газа. Таким образом , формула для расчета коэффициента сжимаемости выглядит следующим образом:
Молярный объем идеального газа можно рассчитать с помощью закона идеального газа, поэтому приведенное выше выражение эквивалентно следующему:
Золото:
-
является коэффициентом сжимаемости.
-
– молярный объем реального газа.
-
— мольный объём соответствующего идеального газа.
-
это давление.
-
это температура.
-
— универсальная константа идеальных газов.
Коэффициент сжимаемости не имеет единицы измерения, поскольку он рассчитывается путем деления двух величин, имеющих одинаковые единицы измерения и, следовательно, компенсирующих друг друга.
Мы считаем, что реальный газ можно считать идеальным, если значение коэффициента сжимаемости очень близко к 1; в общем, мы принимаем значения между 0,95 и 1,05. Обратите внимание, что коэффициент сжимаемости, равный 1, означает, что газ идеален, но на практике идеально идеального газа не существует.
График коэффициента сжимаемости
Коэффициент сжимаемости, приведенная температура и приведенное давление связаны друг с другом. В частности, коэффициент сжимаемости реального газа можно определить, если известны его приведенные температура и давление.
График, позволяющий найти коэффициент сжимаемости, выглядит следующим образом:
Чтобы использовать график коэффициента сжимаемости, необходимо выполнить следующие действия:
- Определите приведенное давление и приведенную температуру газа. Для этого необходимо использовать приведенные ниже формулы.
- Постройте график по оси X вдоль линии, эквивалентной приведенному давлению газа.
- Перемещайте график обратно по предыдущей строке, пока не найдете линию, соответствующую пониженной температуре газа.
- Коэффициент сжимаемости газа равен значению оси Y, при котором пересекаются приведенное давление и приведенная температура газа.
Обратите внимание, что приведенная температура и приведенное давление рассчитываются путем деления температуры и давления на критическую температуру и критическое давление соответственно:
