2.3.1 Определение параметров состояния реальных газов

Использование уравнения Клапейрона-Менделеева для идеального (совершенного газа) даёт хорошие результаты лишь для давлений, близких к атмосферному. С повышением давления газа погрешность от использования этого уравнения возрастает. В этом случае говорят о том, что газ становится несовершенным.

Реальным газом называется газ, между молекулами которого имеется силовое взаимодействие. Основным отличием реального газа от идеального является его сжимаемость, т. е. зависимость объёма, занимаемого единицей массы газа, от изменения давления газа (температура полагается неизменной). Поскольку отношение массы газа к его объёму является плотностью газа то из предыдущего положения следует, что для реальных газов имеет место зависимость плотности от давления.

При увеличении давления в реальном газе возрастают силы межмолекулярного взаимодействия, становится заметным влияние собственного объёма молекул. Для расчётов параметров состояния таких газов используется уравнение Ван-дер-Ваальса

 

где поправка на взаимное притяжение молекул газа (внутреннее давление); поправка на собственный объём молекул.

Вычисление параметров состояния газа по приведённому уравнению представляет определённые трудности из-за необходимости использования ряда коэффициентов. На практике проще, хотя и менее строго, плотность газа определяется через коэффициент сжимаемости, вводимый в уравнение состояния совершенного газа откуда

 

Величина представляется в виде обобщенной функции приведенных параметров

 

Здесь приведенная температура, т.е. отношение абсолютной температуры к критической абсолютной температуре

 

Аналогично приведенное давление есть отношение

 

Критическими называются параметры газа на линии перехода газа в жидкое состояние и наоборот. Эти параметры определяются экспериментально и находятся по справочной литературе. Они могут быть рассчитаны из уравнения Ван-дер-Ваальса

 

Для приближённых расчётов можно критическую температуру определять по формуле

 

где абсолютная температура кипения при нормальном давлении.

В критическом состоянии  значение коэффициента сжимаемости для разных газов колеблется в пределах отчаще всего он близок к  Для его определения пользуются универсальной диаграммой (рис.2.3).

 

 

 

Отметим, что большинство технических газов могут приближённо считаться несжимаемыми лишь при малых абсолютных давлениях