EOS-laskin

Kategoria: Fysiikka

- heinäkuu 26, 2025

| |

Laske kaasujen ja nesteiden termodynaamiset ominaisuudet käyttämällä erilaisia tilanyhtälöitä (EOS). Tämä laskin auttaa insinöörejä, tutkijoita ja opiskelijoita määrittämään paineen, tilavuuden, lämpötilan suhteet ja johdattamaan muita termodynaamisia ominaisuuksia.

Yhtälön Valinta

Tilanyhtälö:

Laskentatila:

Nesteen Ominaisuudet

Neste:

Yksikköjärjestelmä:

Tilamuuttujat

Paine (P):

kPa

Tilavuus (V):

Moolitilavuus (tilavuus per mooli)

Lämpötila (T):

Moolien Luku (n):

mol

Lisäasetukset

Laske Puristuvuuskerroin (Z):

Näytä Z-kerroin

Näytä Yhtälön Johtamiset:

Näytä vaiheittaiset laskelmat

Kaasun Vakio (R):

J/(mol·K)

Säädetään valittujen yksiköiden mukaan

Ymmärtäminen Tilanyhtälöistä

Tilanyhtälöt (EOS) kuvaavat suhdetta paineen, tilavuuden, lämpötilan ja nesteen määrän välillä. Ne ovat olennaisia termodynaamisissa laskelmissa kemiantekniikassa, fysiikassa ja siihen liittyvillä aloilla.

Yleiset Tilanyhtälöt

Ideaalikaasun laki: PV = nRT

Van der Waals: (P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Redlich-Kwong: P = (RT/(V-b)) - (a/(T^(1/2)V(V+b)))

Peng-Robinson: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V²+2bV-b²))

Soave-Redlich-Kwong: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V(V+b)))

Jokaisella tilanyhtälöllä on erityiset sovellukset riippuen paineesta, lämpötilasta ja nesteen tyypistä.

Puristuvuuskerroin (Z)

Puristuvuuskerroin Z = PV/nRT mittaa poikkeamaa ideaalikaasun käyttäytymisestä. Ideaalikaasuilla Z = 1. Reaalinesteillä Z ≠ 1, erityisesti korkeilla paineilla tai kriittisten pisteiden lähellä.

Kriittiset Ominaisuudet

Kriittinen piste edustaa olosuhteita, joissa neste- ja kaasuvaiheet muuttuvat erottamattomiksi. Kriittiset ominaisuudet (Tc, Pc) ovat olennaisia parametreja useimmissa tilanyhtälöissä ja vaihtelevat aineen mukaan.

Vastuuvapauslauseke: Tämä laskin antaa arvioita vakiintuneiden termodynaamisten yhtälöiden perusteella. Tulokset voivat poiketa kokeellisista tiedoista, erityisesti kriittisissä olosuhteissa tai äärimmäisissä paineissa. Kriittisissä sovelluksissa varmista aina laboratoriomittauksilla tai kehittyneemmillä mallinnustyökaluilla.

Mikä on tilanyhtälön (EOS) laskin?

EOS-laskin on käytännöllinen työkalu, jota käytetään kaasujen ja nesteiden termodynaamisten ominaisuuksien laskemiseen vakiintuneiden tieteellisten mallien, joita kutsutaan tilanyhtälöiksi, perusteella. Se auttaa käyttäjiä määrittämään suhteet paineen, tilavuuden, lämpötilan ja aineen moolien välillä, tukien analyysejä insinööritieteissä, fysiikassa ja kemiallisessa prosessoinnissa.

Tuki useille todellisille kaasumalleille, kuten Van der Waals, Peng-Robinson ja ideaalikaasun laki, tekee tästä laskimesta enemmän kuin pelkkiä arvioita. Se auttaa ennustamaan kaasun käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa, erityisesti siellä, missä ideaalit oletukset eivät riitä.

Ideaalikaasun laki: PV = nRT

Van der Waals: (P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Redlich-Kwong: P = (RT/(V - b)) - (a/(T^0.5V(V + b)))

Peng-Robinson: P = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V² + 2bV - b²))

Soave-Redlich-Kwong: P = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V(V + b)))

Keskeiset ominaisuudet

Valitse useista tilanyhtälöistä tarkan mallinnuksen saavuttamiseksi.
Valitse yleisistä nesteistä tai syötä mukautetut kriittiset ominaisuudet.
Lasketaan paine, tilavuus, lämpötila tai täydelliset termodynaamiset ominaisuudet.
Tukee yksikkömuunnoksia SI-, baari-, insinööri- ja englanninkielisissä järjestelmissä.
Näyttää puristuvuuskerroin (Z) ja poikkeaman ideaalikaasun käyttäytymisestä.
Vaiheittaiset yhtälöiden johdannat syvempää ymmärrystä varten.

Kuinka käyttää EOS-laskinta

Valitse tilanyhtälö: Valitse vaihtoehdoista, kuten ideaalikaasu, Van der Waals tai Peng-Robinson.
Valitse laskentatila: Päätä, haluatko laskea painetta, tilavuutta, lämpötilaa tai ominaisuuksia.
Valitse neste: Valitse neste (esim. metaani, happi) tai syötä mukautetut arvot.
Syötä tilamuuttujat: Syötä tunnetut arvot, kuten paine, tilavuus, lämpötila ja moolien määrä.
Säädä edistyneitä asetuksia: Ota käyttöön johdantojen näyttö tai säädä kaasuvakio tarvittaessa.
Napsauta "Laske": Katso tuloksia, mukaan lukien pääasiallinen tulos, toissijaiset ominaisuudet, Z-kerroin ja poikkeamat.

Miksi tämä laskin on hyödyllinen

Olitpa sitten työskentelemässä kaasujohdon mallinnuksessa, suunnittelemassa kemiallisia reaktoreita tai yksinkertaisesti oppimassa kaasulakien perusteita, tämä työkalu yksinkertaistaa monimutkaisia termodynaamisia laskelmia. Se toimii paine-tilavuussuhteen laskimena, moolien ja kaasun käyttäytymisen arvioijana, ja tarjoaa jopa puristuvuuskerroin tarkistimen.

Toisin kuin muut työkalut, kuten Työlaskin työaikojen arvioimiseen tai Jännitehäviölaskin sähköiseen suunnitteluun, tämä EOS-laskin erikoistuu termodynaamisten nesteiden ominaisuuksiin. Se on erityisen arvokas, kun todellisten kaasujen vaikutukset on otettava huomioon, aivan kuten Lämpöindeksilaskin auttaa arvioimaan koettua lämpötilaa kosteuden ja lämpötilan tasojen vuoksi.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on tilanyhtälö (EOS)?

EOS on matemaattinen malli, joka kuvaa suhdetta paineen, tilavuuden, lämpötilan ja kaasun määrän välillä. Se auttaa ennustamaan nesteiden käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa.

Milloin minun pitäisi käyttää todellista kaasuyhtälöä ideaalikaasun lain sijaan?

Jos olosuhteesi sisältävät korkeita paineita, matalia lämpötiloja tai neste on lähellä kriittistä pistettä, todelliset kaasumallit, kuten Peng-Robinson tai Redlich-Kwong, tarjoavat tarkempia tuloksia.

Mitä puristuvuuskerroin Z tarkoittaa?

Z näyttää, kuinka paljon todellinen kaasu poikkeaa ideaalista käyttäytymisestä. Z = 1 tarkoittaa ideaalikaasun käyttäytymistä. Arvot yli tai alle 1 osoittavat hylkiviä tai vetovoimaisia molekyylivoimia.

Voinko käyttää tätä laskinta nesteille?

Tämä työkalu on optimoitu kaasuja ja superkriittisiä nesteitä varten. Vaikka jotkut yhtälöt tukevat tiheitä vaiheita, tulokset nesteille voivat olla vähemmän tarkkoja.

Onko tämä hyödyllinen opetustarkoituksiin?

Kyllä, vaiheittaiset johdannat ja dynaamiset tulokset tekevät siitä ihanteellisen kaasulakien ja todellisen kaasun käyttäytymisen oppimiseen ja ymmärtämiseen.

Yhteenveto

EOS-laskin on hyödyllinen resurssi opiskelijoille, insinööreille ja ammattilaisille, jotka työskentelevät kaasujen parissa. Se yksinkertaistaa termodynaamista analyysiä tarjoamalla useita malleja ja tarkkoja tuloksia. Olitpa laskemassa kaasun painetta tai arvioimassa puristuvuuskerrointa, tämä työkalu auttaa sinua tekemään tietoon perustuvia päätöksiä kaasujen ja nesteiden dynamiikassa.