Movatterモバイル変換

غاز حقيقي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

الغاز الحقيقي فيالكيمياء والفيزياء والهندسة الميكانيكية (بالإنجليزية: Real gas) هو غاز يتميز بصفات لا يمكن معالجتها بواسطةقانون الغازات المثالية، والغاز الحقيقي ليس غازًا مثاليًّا. وهي غازات تقابلنا باستمرار في حياتنا العملية حيث تشغلالمحركات كما أنها تؤثر علىالطقس. ولكي نفهم سلوك الغازات الحقيقية، لا بد من اتخاذ الصفات الآتية في الاعتبار:

لها تأثيرات ضغطية
حرارة نوعية متغيرة
تأثير فان دير فالس (حيث للجزيئات أحجام تختلف عن الصفر) ،
تأثيرات ترموديناميكية في حالة عدم التوازن،
تؤثر علىتفكك الجزيئات وتؤثر علىالتفاعلات الكيميائية

وتأخذ دراسةنظام حركة حرارية تلك التأثيرات في الحسبان للحصول على نتائج دقيقة، كما يمكن تطبيق قانون الغازات المثالية والحصول على نتائج تقريبية معقولة. ومن جهة أخرى فلا بد من تطبيق نماذج الغاز الحقيقي عند التعامل معتكثيف الغازات بالقرب منالنقاط الحرجة فيالضغوط العالية وفيدرجات الحرارة المنخفضة وبعض الحالات الأخرى.

نماذج لمعادلات الغازات الحقيقية

[عدل]

{مقالة رئيسة:معادلة الحالة}

تغير الضغط بتغير الحجم لغاز حقيقي عند ثباتدرجة الحرارة. تنحفض درجة الحرارة من المنحنى الأعلى إلى المنحنى السفلي.

يبين الشكل تغير الضغط بتغير الحجم عند ثبات درجة حرارة غاز حقيقي. ويسلك الغاز مسالكا معقدة تحاول الترموديناميكا وصفها بمعادلات تساعد على حسابها. وسوف نصف هنا مناطقا للمنحنيات التالية :

منحنيات أزرق غامق – التغير عنددرجة حرارة ثابتة (الأجزاء الخضراء – حالات شبه مستقرة).
الأجزاء على يسار F – حالة سائلة .
النقطة F –درجة الغليان.
الخط FG – توازن بينالحالة السائلة والحالة الغازية.
الجزء FA – سائل فوق الساخن .
الجزء F′A – سائل تحت ضغط أقل من الصفر (p<0).
الجزء AC – امتداد غير واقعي عند ثبات درجة الحرارة، ويكون النظام في عدم استقرار.
الجزء CG – بخار تحت درجة التكثف.
النقطة G –نقطة التكثف.
المنظقة على يمين النقطة G – غاز عادي.
المساحة FAB والمساحة GCB متساويتان.
المنحنى الأحمر – Critical isotherm الحالة الحرجة عند ثبات درجة الحرارة.
النقطة K –نقطة حرجة.
منحنيات زرقاء فاتحة – حالات فوق الحرجة مع ثبات درجة الحرارة (الضغط عالي جدا).

نموذج فان دير فالس

[عدل]

المقالة الرئيسة:معادلة فان دير فالس

نتعامل مع الغازات الحقيقية عادة باعتبارالكتلة المولية ووحجمها المولي:

$RT=\left(P+{\frac {a}{V_{m}^{2}}}\right)(V_{m}-b)$

حيث:

Pالضغط,

T [[درجة الحرارةبالكلفن,

Rثابت الغازات ,

الحجم المولي V_m.

a و b إحداثيان يُعينان عمليا لكل غاز، وأحيانا يجري تعيينهما منالنقطة الحرجة (T_c)والضغط الحرج (P_c) مع استخدام العلاقتين :

$a={\frac {27R^{2}T_{c}^{2}}{64P_{c}}}$

$b={\frac {RT_{c}}{8P_{c}}}$

نموذج ريدليش-كوونج

[عدل]

تحتوي معادلة ريدليش-كوونج على احداثييين أخرى ن تستخدم لتمثيل الغاز الحقيقي. وهي تعتبر أكثر دقة من معادلة فان دير فالس، وصيغتها كالآتي:

$RT=P(V_{m}-b)+{\frac {a}{V_{m}(V_{m}+b)T^{\frac {1}{2}}}}(V_{m}-b)$

a و b هما إحداثيان يختلفان عن إحداثيات فان دير فالس، ويمكن تعيينهما :

$a=0.4275{\frac {R^{2}T_{c}^{2.5}}{P_{c}}}$

$b=0.0867{\frac {RT_{c}}{P_{c}}}$

نموذج كلاوسيوس

[عدل]

معادلة كلاوسيوس - وهي مسماة باسم العالمرودولف كلاوسيوس - هي معادلة بسيطة تحتوي على ثلاثة إحداثيات تستخدم لتمثيل الغاز الحقيقي:

$RT=\left(P+{\frac {a}{T(V_{m}+c)^{2}}}\right)(V_{m}-b)$

حيث:

$a={\frac {27R^{2}T_{c}^{3}}{64P_{c}}}$

$b=V_{c}-{\frac {RT_{c}}{4P_{c}}}$

$c={\frac {3RT_{c}}{8P_{c}}}-V_{c}$

و V_c حجم حرج.

كما توجد نماذج أخرى تحاول أن تصف مسالك الغازات الحقيقية، ولكنها تستخدم قليلا. وهناك نموذج «بينج روبينسون» الذي يمكن تطبيقه على الغازات الحقيقية وأيضا على السوائل ونذكره هنا.

نموذج بينج-روبنسون

[عدل]

تحتوي معادل بينج-روبينسون عل إحداثيين^[1]) وتتميز بإمكانية تطبيقها أيضا على بعض السوائل غلأى جانب تطبيقاتها على الغازات الحقيقية:

$P={\frac {RT}{V_{m}-b}}-{\frac {a(T)}{V_{m}(V_{m}+b)+b(Vm-b)}}$

وصلات خارجية

[عدل]

http://www.ccl.net/cca/documents/dyoung/topics-orig/eq_state.html

انظر أيضا

[عدل]

المراجع

[عدل]

^D.-Y. Peng and D.B. Robinson, "A New Two-Constant Equaiton of State," Ind. Eng. Chem. Fund., 15, 59 (1976)

ع ن ت حالات المادة (قائمة)
الحالة	صلبة سائلة غازية \بخارية بلازمية
منخفضة الطاقة	تكاثف بوز-أينشتاين تكاثف فرميوني مادة متحللة هال الكمي حالة رايدبيرغ بولارون رايدبيرغ ^{[الإنجليزية]}‏ مادة غريبة ميوعة فائقة صلبة فائقة الجزيئات الفوتونية
عالية الطاقة	مادة كواركية ديناميكا لونية كمية شبكية بلازما كوارك-غلوونية تكاثف الزجاج الملون مائعة فوق حرجة
حالات أخرى	غروانية زجاجية بلورية بلورية سائلة بلورية زمنية Quantum spin liquid مادة شاذة Programmable matter مادة مظلمة مادة مضادة مُرتَّبة مغناطيسيًا مغناطيسية حديدية مضادة فريمغناطيسية مغناطيسية حديدية String-net liquid زجاجية فائقة
تحولات	غليان نقطة غليان تكثيف خط حرج نقطة حرجة تبلور ترسيب تبخر تقطير ومضي تجمد Chemical ionization تأين نقطة لامدا انصهار نقطة انصهار إعادة تكون Regelation سائل مشبع تسامٍ فرط التبريد نقطة ثلاثية تبخير تزجيج
كميات	حرارة انصهار حرارة تسامي حرارة تبخر حرارة كامنة Latent internal energy Trouton's ratio تطايرية
مفاهيم	مادة باريونية Binodal مائع مضغوط منحنى تبريد معادلة حالة تأثير ليدنفروست ظواهر الكم العيانية تأثير مابيمبا Order and disorder Spinodal موصلية فائقة Superheated vapor ^{[لغات أخرى]}‏ فرط الإحماء Thermo-dielectric effect

مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=غاز_حقيقي&oldid=67643544»

تصنيفات:

تصنيفات مخفية:

[8]ページ先頭