Gázok, folyadékok termodinamikai anyagi jellemzőinek számítása

Tartalom

Előszó a magyar nyelvű kiadáshoz 5
Jelölések 13
1. Bevezetés 19
1.1. Anyagi jellemzők gyűjteményei 20
1.2. Számítási módszerek 20
2. A gázok és folyadékok szerkezete 21
Irodalom a 2. fejezethez 28
3. Kritikus adatok és a korrespondenciaelv 29
3.1. Alapelvek 29
Irodalom a 3.1. táblázathoz 45
3.2. A kritikus hőmérséklet számítása 47
3.2.1. Számítás a forrási hőmérsékletből és a szerkezetből, ill. csak a szerkezetből 47
3.2.2. Számítás a forrási hőmérsékletből és a szerkezetből Meissner és Redding szerint 48
3.2.3. Számítás a forrási hőmérsékletből és a szerkezetből Lydersen szerint 49
3.2.4. Számítás a molekulatömegből, a forrási hőmérsékletből és a sűrűségből 50
3.3. A kritikus nyomás számítása 53
3.3.1. Számítás a kritikus hőmérsékletből és két gőznyomásértékből 53
3.3.2. Számítás a kritikus hőmérsékletből és a szerkezetből 56
3.3.3. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből és a szerkezetből 57
3.3.4. Számítás a molekulatömegből és a szerkezetből 57
3.3.5. Számítás a szerkezetből 59
3.4. A kritikus térfogat számítása 60
3.4.1. Számítás a forrási hőmérséklet ismeretében 60
3.4.2. Számítás a szerkezetből 61
3.5. A Zkr kritikus együttható számítása 61
3.5.1. Számítás a párolgáshőből 61
3.5.2. Számítás a forrásponti hőmérsékletből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 63
3.5.3. Számítás a párolgáshőből és a kritikus hőmérsékletből 63
3.5.4. Számítás a kritikus hőmérsékletből, a kritikus nyomásból és a nullaponti térfogatból 64
3.6. A pszeudokritikus adatok számítása 65
Irodalom a 3. fejezethez 66
4. p-V-T-összefüggések (sűrűség) 67
4.1. Bevezetés 67
4.2. A gőznyomás számítása 70
4.2.1. Alapelvek 70
4.2.2. Számítás több gőznyomásértékből és a hőmérsékletből (általános gőznyomásegyenlet) 71
4.2.3. Számítás két, ill. egy gőznyomásértékből és a hőmérsékletből 72
4.2.3.1. Calingaert-Davis- és Cox-Antoine-egyenletek 72
4.2.3.2. Oehley összefüggése 73
4.2.3.3. Kollár és Proszt összefüggése 75
4.2.3.4. Számítás Nakanishi összefüggése szerint 75
4.2.4. Számítás összehasonlító eljárással 76
4.2.4.1. A gőznyomás számítása két ismert gőznyomásértékből, egy összehasonlító anyag gőznyomásértékéből 76
4.2.4.2. A forrási hőmérséklet számítása két ismert gőznyomásértékből, egy összehasonlító anyag gőznyomásértékéből 78
4.2.4.3. A forrási hőmérséklet számítása ugyanahhoz a homológ sorhoz tartozó három összehasonlító anyag forrási hőmérséklete ismeretében 80
4.2.5. Redukált gőznyomásegyenletek 81
4.3. A határgörbe menti sűrűség számítása 82
4.3.1. Alapelvek 82
4.3.2. Számítás két koegzisztáló sűrűségérték ismeretében 83
4.4. Gázok móltérfogatának (sűrűségének) számítása 84
4.4.1. Alapelvek 84
4.4.2. Anyagra jellemző állapotegyenletek 85
4.4.2.1. A van der Waals-egyenletek kibővítéseként vagy módosításaként felfogható
egyenletek 85
4.4.2.2. Rövidített viriálalakban írt állapotegyenletek 87
4.4.2.3. Olyan állapotegyenletek, amelyek nem van der Waals és nem viriálalakúak 89
4.4.3. Összehasonlító számítási eljárások 89
4.4.4. Redukált állapotegyenletek 90
4.4.4.1. Redukált állapotegyenletek van der Waals-féle állapotegyenlet alakjában 91
4.4.4.2. Redukált (rövidített) viriálegyenletek 93
4.4.4.3. Benzler és Rombusch egyenletei 94
4.4.4.4. Redukált állapotdiagramok és táblázatok 94
4.5. Folyadékok móltérfogatának (sűrűségének) számítása 95
4.5.1. Alapelvek 95
4.5.2. Anyagra jellemző állapotegyenletek 109
4.5.3. Összehasonlító számítási eljárások 109
4.5.4. Redukált állapotegyenletek 109
4.6. Gázelegyek móltérfogatának (sűrűségének) számítása 111
4.6.1. Számítás Amagat és Dalton törvénye szerint 111
4.6.2. Számítás gázelegyekre felírt, anyagra jellemző állapotegyenletekkel 118
4.6.3. Számítás a pszeudokritikus elv szerint 121
4.7. Folyadékelegyek móltérfogatának (sűrűségének) számítása 122
Irodalom a 4. fejezethez 124
5. A felületi feszültség számítása 127
5.1. Alapelvek 127
5.2. Tiszta anyagok felületi feszültségének számítása 128
5.2.1. Számítás más anyagi jellemzőkből 128
5.2.2. Számítás a törésmutatóból és a szerkezetből 130
5.2.3. Számítás a hőmérsékletből, a gőznyomásból, a sűrűségből és a molekulatömegből 132
5.2.4. Számítás a viszkozitásból és a szerkezetből 133
5.2.5. Számítás a normál forrásponton a sűrűségből és a párolgáshőből 135
5.2.6. Számítás a felületi feszültség ismert értékéből, a hőmérsékletből és a kritikus
hőmérsékletből 135
5.2.7. Számítás valamely vonatkozási anyag kritikus hőmérséklete és felületi feszültsége ismeretében 137
5.2.8. Számítás a hőmérséklet, a normál forrási hőmérséklet, a kritikus hőmérséklet és a kritikus nyomás ismeretében 139
5.3. Elegyek felületi feszültségének számítása 140
Irodalom az 5. fejezethez 141
6. A párolgáshő számítása 142
6.1. Alapelvek 142
6.2. Tiszta anyagok párolgáshőjének számítása 142
6.2.1. Clausius-Clapeyron-féle egyenlet 142
6.2.2. Redukált egyenletek 144
6.2.3. Számítás a hőmérsékletből, a kritikus hőmérsékletből és a normál forrásponton mért folyadéktérfogatból 147
6.2.4. Számítás a hőmérsékletből, a kritikus hőmérsékletből és a párolgáshő egy értékéből 149
6.2.5. Normál forráspontra vonatkozó számítás a forrási hőmérsékletből 150
6.2.6. Számítás összehasonlító módszerrel 152
6.2.6.1. Összehasonlítás állandó redukált hőmérsékleten 152
6.2.6.2. Összehasonlítás állandó redukált nyomáson 153
6.3. Elegyek párolgáshőjének számítása 154
Irodalom a 6. fejezethez 155
7. A fajhő számítása 156
7.1. Általában a termodinamikai függvényekről és különösen a fajhőről 156
7.2. Ideális gázok fajhőjének számítása 160
7.2.1. Számítás a szerkezetből 160
7.2.1.1. Számítás Souders, Matthews és Hurd módszere szerint 160
7.2.1.2. Számítás csoportegyenletekkel 163
7.2.1.3. Számítás csoportegyenletekkel Satoh szerint 164
7.2.1.4. Számítás a kötésfrekvencia módszerével 165
7.2.1.4.1. Számítás négyzetes közelítéssel 168
7.2.1.4.2. Számítás köbös közelítéssel 170
7.2.2. Számítás egyes értékekből 172
Irodalomjegyzék a C0p számításához szükséges állandókhoz 172
7.3. Komprimált gázok fajhőjének számítása 173
7.4. Folyadékok fajhőjének számítása 173
7.4.1. Alapelvek 173
7.4.2. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a szerkezetből 174
7.4.2.1. Számítás csoportadalékokkal 174
7.4.2.2. Számítás a kötésfrekvencia módszerével 175
7.4.3. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás az ideális gáz fajhője, a forrási hőmérséklet és a kritikus hőmérséklet ismeretében 179
7.4.4. Nagy nyomásra vonatkozó számítás az ideális gáz fajhőjéből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 180
7.4.5. Nagy nyomásra vonatkozó számítás a kis nyomáshoz tartozó értékből, a kritikus hőmérsékletből, a kritikus nyomásból és egy térfogatértékből 181
7.5. Gázelegyek fajhőjének számítása 183
7.6. Folyadékelegyek fajhőjének számítása 184
Irodalom a 7. fejezethez 184
8. A képződéshő számítása 185
8.1. Alapelvek 185
8.2. Ideális gáz képződéshőjének számítása 186
8.2.1. Számítás a szerkezetből 186
8.2.1.1. Számítás Souders, Matthews és Hurd módszere szerint 186
8.2.1.2. Számítás csoportegyenletekkel 187
8.2.1.3. Számítás csoportadalékokkal 187
8.2.1.4. Számítás a kötésenergiák felhasználásával 192
8.2.1.5. Számítás Prosen, Johnson és Rossini módszerével 195
8.2.2. Számítás a képződéshő egy értékéből, és a fajhő értékeiből 196
8.3. Komprimált gázok képződéshőjének számítása 197
8.4. Folyadékok képződéshőjének számítása 198
8.4.1. Alapelvek 198
8.4.2. Kis nyomásra vonatkozó számítás a képződéshő egy értékéből és fajhőértékekből 198
8.4.3. Kis nyomásra vonatkozó számítás az ideális gáz képződéshőjéből és a párolgáshőből 199
8.4.4. Nagyobb nyomásra vonatkozó számítás 199
8.5. Gázok reakcióhőjének számítása 199
8.6. Folyadékok reakcióhőjének számítása 200
Irodalom a 8. fejezethez 201
9. A képződési szabadentalpia számítása 202
9.1 Alapelvek 202
9.2. Ideális gázok képződési szabadentalpiájának számítása 203
9.2.1. Számítás a szerkezetből 203
9.2.1.1. Számítás Souders, Matthews és Hurd módszere szerint 203
9.2.1.2. Számítás csoportegyenlettel 203
9.2.1.3. Számítás csoportadalékokkal 204
9.2.2. Számítás a képződési szabadentalpia ismert értékéből 209
9.2.3. Számítás a hőmérsékletből 212
9.3. Komprimált gázok képződési szabadentalpiájának számítása 212
9.4. Folyadékok képződési szabadentalpiájának számítása 213
9.4.1. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás 213
9.4.2. Nagyobb nyomásra vonatkozó számítás 213
9.5. Gázok reakció-szabadentalpiájának számítása 214
9.6. Folyadékok reakció-szabadentalpiájának számítása 215
Irodalom a 9. fejezethez 216
10. A viszkozitás számítása 217
10.1. A transzporttulajdonságokról általában, különösen a viszkozitásról 217
10.2. Mérsékelt nyomású gázok viszkozitásának számítása 221
10.2.1. Számítás két viszkozitásértékből, ill. egy viszkozitásértékből és a kritikus
hőmérsékletből 221
10.2.2. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus térfogatból 223
10.2.3. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 225
10.2.4. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből, a kritikus nyomásból és a kritikus térfogatból 225
10.3. Komprimált gázok viszkozitásának számítása 228
10.3.1. Számítás a molekulatömeg, a kritikus hőmérséklet, a kritikus nyomás, ill.
a kritikus térfogat ismeretében 228
Irodalom a 10.2. táblázathoz 229
10.3.2. Számítás a mérsékelt nyomásra vonatkozó viszkozitásból, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 231
10.3.3. Számítás a mérsékelt nyomásra vonatkozó viszkozitásból, a kritikus
hőmérsékletből, a sűrűségből és a kritikus sűrűségből 232
10.3.4. Számítás a molekulatömegből, a mérsékelt nyomásra vonatkozó viszkozitásból és a kritikus adatokból 234
10.4. Folyadékok viszkozitásának számítása 235
10.4.1. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás, két, ill. három, állandó nyomáson ismert értékből 235
10.4.2. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a molekulatömegből, a sűrűségből és a szerkezetből 239
10.4.3. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a kritikus hőmérsékletből, a
sűrűségből és a szerkezetből 240
10.4.4. Számítás állandó hőmérsékletre és különböző nyomásra vonatkozó két
viszkozitásértékből 241
10.5. Gázelegyek viszkozitásának számítása 242
10.6. Folyadékelegyek viszkozitásának számítása 246
Irodalom a 10. fejezethez 246
11. A diffúziós együttható számítása 248
11.1. Alapelvek 248
11.2. Gázok mérsékelt nyomásra vonatkozó diffúziós együtthatójának számítása 250
11.2.1. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből, a nyomásból
és a kritikus térfogatból 250
11.2.2. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből, a nyomásból,
a kritikus nyomásból és a kritikus térfogatból 253
11.2.3. Számítás a molekulatömeg, a viszkozitás, a kritikus hőmérséklet és a
nyomás, ill. a molekulatömeg, a viszkozitás és a nyomás ismeretében 254
11.2.4. Számítás a molekulatömegből, a kritikus hőmérsékletből, a nyomásból és a kritikus nyomásból 256
11.3. Komprimált gázok diffúziós együtthatójának számítása 257
11.4. Folyadékok diffúziós együtthatójának számítása 259
11.4.1. Számítás a hőmérséklet, a móltérfogat, az oldószer molekulatömege és viszkozitása ismeretében 259
11.4.2. Számítás a hőmérséklet, az oldott anyag móltérfogata és párolgáshője, az oldószer molekulatömege, párolgáshője és viszkozitása ismeretében 260
Irodalom a 11. fejezethez 261
12, A hővezetési tényező számítása 262
12.1. Alapelvek 262
12.2. Mérsékelt nyomású gázok hővezetési tényezőjének számítása 264
12.2.1. Számítás a hővezetési tényező két értékéből, ill. a kritikus hőmérsékletből 264
12.2.2. Számítás a molekulatömegből, a fajhőből, és a viszkozitásból 265
12.2.3. Számítás a folyadék adataiból, a normál forráspontra vonatkozó párolgáshőből, valamint a szerkezetből 266
12.2.4. Számítás a molekulatömegből, a fajhőből, a kritikus hőmérsékletből, valamint a viszkozitásból, ill. a kritikus nyomásból és a kritikus térfogatból 268
12.3. Komprimált gázok hővezetési tényezőjének számítása 270
12.3.1. Számítás a mérsékelt nyomásra és kritikus hőmérsékletre vonatkozó hővezetési tényezőből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 270
Irodalom a 12.1. táblázathoz 271
12.3.2. Számítás a mérsékelt nyomásra vonatkozó hővezetési tényezőből, a kritikus hőmérsékletből és a kritikus nyomásból 272
12.3.3. Számítás a molekulatömegből, a mérsékelt nyomásra vonatkozó hővezetési tényezőből, a sűrűségből és a kritikus adatokból 273
12.4. Folyadékok hővezetési tényezőjének számítása 275
12.4.1. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a hővezetési tényező két értékéből 275
12.4.2. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a molekulatömeg, a fajhő, a sűrűség, a normál forrási hőmérséklet, a párolgáshő, a kritikus hőmérséklet ismeretében és a szerkezetből 276
12.4.3. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a molekulatömegből, a sűrűségből és a szerkezetből 279
12.4.4. Mérsékelt nyomásra vonatkozó számítás a hőmérsékletből és a szerkezetből 280
12.4.5. Nagyobb nyomásra vonatkozó számítás a molekulatömegből, a mérsékelt nyomásra vonatkozó hővezetési tényezőből, a sűrűségből és a kritikus adatokból 281
12.5. Gázelegyek hővezetési tényezőjének számítása 281
12.6. Folyadékelegyek hővezetési tényezőjének számítása 284
Irodalom a 12. fejezethez 285
13. Matematikai függelék 286
Irodalom a 13. fejezethez 292
Utószó 293
Irodalom az Utószóhoz 293
Név- és tárgymutató 295

Témakörök