真实气体的标准状态与理想气体的标准状态是一样的,都是常温下273.15K或者0℃,压强为101.325kp。
理想气体是分子没有体积,分子间没有作用力的一种理想模型;而真实气体与理想气体恰好相反,分子有体积,分子间有作用力。标准状态定义相同,在温度不太低,压强不太大的情况下,近似符合理想气体状态方程。
气体分子本身占有容积,分子与分子间有相互作用力存在的实际气体称为真实气体,真实气体也称实际气体,不服从理想气体定律。
为了描述真实气体的行为,必须对PV=RT(P、V、T和R分别代表气体的压力、比体积、温度和气体常数)关系予以改进,最简便的作法是引用压缩因子Z。Z=PV/RT,它是压力和温度的函数,当压力趋于零时,则Z趋于1,即实际气体的性质趋于与理想气体相同。
除应用压缩因子概念来改进理想气体定律以适合描述实际气体行为以外,通常还会应用其他比较复杂的状态方程,具体有范德瓦尔斯状态方程、维里状态方程、对比性质和对应态原理以及通用压缩因子图。
气体的标准状态当前具有三种不同的表达方式:
1、温度=273.15K(0℃),压力=101.325kPa。
1954年第十届国际计量学会议(CGPM)协议的标准状态为:温度273.15K(0°C),压力101.325kPa。该标准被世界各国的科学技术领域广泛采用。 SH3005-1999“石油化学自动化仪器的选择和设计规范”也采用了该标准状态(第5.1.1条)。
2、温度=288.15K(15°C),压力=101.325kPa。
国际标准化组织和美国国家标准规定,测量气体体积流量的标准状态是温度为288.15K(15°C),压力为101.325kPa。
3、温度为=293.15K(20℃),压力=101.325kPa。
GB / T21446-2008“使用标准孔板流量计测量天然气流量”和SY / T6143-2004“天然气流量的标准孔板测量方法”采用此标准状态。
理想气体的标准状态和真实气体的标准状态之间的体积如何转换?
根据理想气体状态方程PV = nRT,获得PV / T = nR。
对于一定量的气体,有(P1 V1)/ T1 =(P2 V2)/ T2,
他们之中:
P1,是标准状态下的压力,单位:MPa;
V1是标准状态下的体积,单位为Nm3 / h;
T1,是标准状态下的温度,单位:K;
P2,是实际状态下的压力,单位:MPa;
V2,是实际状态下的体积,单位:M3 / h;
T2是实际温度,单位:K。
举例子说明:
在40℃和0.95MPa下某种气体的体积为1050m3 / h,那么在标准条件下(20℃,101.325kPa)该气体的体积是多少?
根据(P1 V1)/ T1 =(P2 V2)/ T2,我们可以看到(1.01325×V1)/(273.15 + 20)=(0.95×1050)/(273.15 + 40),则V1 = 922Nm3 / h 。