Молекулярный объем, плотность, вязкость, сжимаемость, упругость насыщенных паров УВ газов.

 

Упругость насыщенных паров УВ-ых газов - это то минимальное давление, при кот. газ начин. переходить в жидкое состояние Р_у [Па, МПа]

Упругость насыщенных паров увеличивается с увеличением t и она тем больше, чем меньше плотность газов. С ростом молекулярного веса упругость насыщенных паров уменьшается

Примеры:

1. бутан С₄Н₁₀- 0,22МПа

2. пропан С₃Н₈- 0,82МПа

3. этан С₂Н₈- 4,0 МПа

4. метан СН₄- 27,0МПа

 

Плотность газа – это масса газа в единицу объема, измеряется в кг/м³, но часто пользуются относительной плотностью газа. За относительную плотность газа принимается число, показывающие во сколько раз масса рассматриваемого газа> или< массы сухого воздуха, заключ. В один и тот же объём при н.у. (0 ⁰С; 0,1 МПа.)

a = r_г / r_в

 

Чем > молекулярная масса газа, тем > его плотность.

Значение относительных плотностей a для некоторях газов.

N₂, СО₂ - 0,97

СО₂ - 0,518

Н₂S - 1,191

СН₄ - 0,55

С₃Н₈ - 1,52

С₄Н₁₀ - 2,007

Воздух - 1

Плотность газов измеряют специальными газовыми пикнометрами или эффузивным способом, основанным на измерении скорости истечения газов из калиброванных отверстий, при этом отмечается следующее равенство

Плотность газов зависит от t-ры и давления. С увеличением t-ры плотность газов уменьшится, с ростом Р и молекулярной массы плотность увеличивается.

Сведения о плотности газов использ. для опред-ия массы газа по объему и наоборот.

 

Вязкость УВ газов

- характеризует силу внутреннего трения. Различают динамическую и кинематическую вязкость, кот. связаны м/у собой следующим отношением:

u- [м^2/с]-кинематическая вязкость

m-[Па*с]- динамическая вязкость

Вязкость газа зависит от t, P и природы самого газа.

Закономерности изменения в. газов от указанных параметров можно объяснить исходя из некот. положений кинетич. теории газов. Так известно, что вязкость

(2)

r-плотность газа

V - ср. скорость движения молекул газа

l-ср. скорость длина свободного пробела молекул

m-динамич. вязкость

 

Согласно ф-ле (2) с повышением Р плотность газа увеличивается, но при этом уменьшается средняя длина свободного пробега молекул, а средняя их скорость не изменяется, поэтому с увеличением Р динамич. вязкость газа в начале практически остается постоянной.

При высоких давлениях это нарушается, т.к. газ по своим св-ам приближается к жидкостям. Из формулы (2) видно, что с увеличением t-ры вязкость газа должна возрастать, т.к. ср. скорость движения молекул увелич-ся, а плотность и ср.длина пробега остаются постоянными, при неизменном объеме газа. С повышением t-ры увеличивается скорость и количество движения передаваемого из слоя в слой в ед. времени и следует, что больше будет вязкость.

 

Однако с повышением Р эти закономерности нарушается. При высоких Р с увеличением t вязкость газов изменяется аналогично изменению вязкости ж-ти, т.е. вязкость снижается.

В сжатом газе перелет молекул в движущиеся др. относительно др. слои затруднен и передача кол-ва движения из слоя в слой происходит в основном как у ж-тей, за счет временного объединения молекул на границе слоев. При увеличении t ухудшаются усл-ия для объед-я молекул. В следствии увеличения скоростей их движ-и и поэтому вязкость сильно сжатых газов уменьшается с ростом t-ры.

С увеличением молекулярной массы газа вязкость его возрастает.

Для определения вязкости газов используются следующие методы:

1. капиллярный

2. м-д измерения ск-ти падения шарика в исследован.газе.

3. м-ды, основан. на измерении ск-ти вращения цил-ров и затухания вращ-ых колебаний дисков

4. рассчетные м-ды

 

Молекулярная масса смеси рассчитывается по принципу аддитивности:

М_i – молекулярный вес i-го компонента;

g_i – весовая доля;

N_i – мольная доля.

 

Молярный объём — объём одного моля вещества, величина, получающаяся от деления молярной массы на плотность. Характеризует плотность упаковки молекул. Согласно закону Авогадро, для любого газа при нормальных условиях эта величина имеет универсальное значение 22,4 л/моль.

 

При повышенном давлении газ сжимается. За счёт направленности связи С-Н происходит перераспределение электронной плотности, и молекулы газов начинают притягиваться друг к другу (физическое взаимодействие).

Для учёта этого взаимодействия в уравнение (2.18) вводится коэффициент сверхсжимаемости z, предложенный голландским физиком Ван-дер-Ваальсом, учитывающий отклонения поведения реального газа от идеального состояния:

PV = zQRT

Q – количество вещества, моль;

z – коэффициент сверхсжимаемости.

Физический смысл коэффициента сверхсжимаемости заключается в расширении граничных условий уравнения Менделеева - Клайперона для высоких давлений.

Коэффициент z зависит от давления и температуры (приведенных, критических давлений и температуры), природы газа.

Критическое давление – давление, при котором газообразный углеводород переходит в жидкое состояние.

Критическая температура – температура, при которой жидкий углеводород переходит в газообразное состояние.

38.Поверхностное натяжение и его зависимость от Т, Р и состава нефти. Методы его определения. σ на границе с различными технологическими жидкостями и практическое использование этих зависимостей.