gas capacity

ИЗОБАРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ

ГАЗОВ И ПАРОВ

Стр. 12

На этой странице рассмотрено предсказание изобарной теплоемкости газов и паров

при различных температурах.

Приводится только одна формула, поскольку она сочетает простые исходные данные и достаточно высокую точность расчета, особенно при высоких температурах.

C_p = C_p,maxf(υ)

Где

f(υ) = (υ/T)²exp(υ/T)/[ exp(υ/T) - 1]²

υ = 4.8 T_кипexp(- 0.0037 T_кип), если T_кип> 300 K

υ= - 1.7 T_кип + 1070, если T_кип< 300 K

C_p,max= R(3m - q),

где m - суммарное число атомов в молекуле, q = 1.5 - для нелинейных молекул, q = 2 - для нелинейных молекул.

Среднеквадратичная погрешность составляет

Интервал температур 300 - 1000 К: ± 5 %.

Интервал температур 1000 - 2000 К: ± 2 %.

Интервал температур 2000 - 3000 К: ± 0.5 %.

Обозначения

С_р- изобарная теплоемкость, Дж/(моль•К)

C_p,max - максимальная изобарная теплоемкость газа (пара)2, Дж/(моль•К)

Т_кип - нормальная температура кипения, К

R - универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж.(моль•К)

Пример расчета

Вещество: SiCl₄ (тeтрахлорид кремния)

Проведем расчет для Т = 1000 К.

Исходные данные: T_кип= 330.5; m = 5.

C_p,max= R(3m - q) = 8.314(3*5 - 2) = 108.08

υ = 4.8 T_кипexp(- 0.0037 T_кип) = 4.8*330.5 exp(- 0.0037*330.5) = 467.0

f(υ) = (υ/T)²exp(υ/T)/[ exp(υ/T) - 1]² = (467/1000)²exp(467/1000)/[exp(467/1000) - 1]²= 0.982

C_p = C_p,maxf(υ) = 108.08*0.982 = 106.13

Расхождение с экспериментальным значением (106.00) равно 0.1%.

ИЗОБАРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ

ГАЗОВ И ПАРОВ

при Т = 298 К

C_p,298= C_p,max(6.47•10^-4 T_кип+ 0.571)

C_p,max= R(3m - q),

где m - суммарное число атомов в молекуле, q = 1.5 - для нелинейных молекул, q = 2 - для нелинейных молекул.

Среднеквадратичная погрешность составляет: ± 6 %.

Обозначения

С_р- изобарная теплоемкость, Дж/(моль•К)

C_p,max - максимальная изобарная теплоемкость газа (пара), Дж/(моль•К)

Т_кип - нормальная температура кипения, К

R - универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж.(моль•К)

Пример расчета

Вещество: SiCl₄ (тeтрахлорид кремния)

Исходные данные: T_кип= 330.5; m = 5

C_p,max= R(3m - q) = 8.314(3*5 - 2) = 108.08

C_p,298= C_p,max(6.47•10^-4 T_кип+ 0.571) = 108.08(6.47•10^-4•330.5 + 0.571) =84.82

Расхождение с экспериментальным значением (90.04) равно - 5.8%.

home