Ацентрический фактор

Ацентрический коэффициент ω — концептуальное число, введенное Кеннетом Питцером в 1955 году и доказавшее свою полезность при описании жидкостей . Он стал стандартом для определения фазовых характеристик отдельных и чистых компонентов, наряду с другими параметрами описания состояния, такими как молекулярная масса , критическая температура , критическое давление и критический объем (или критическая сжимаемость). Ацентрический фактор также называют мерой несферичности (центричности) молекул.

Питцер определил ω из соотношения

$\omega =-\log _{10}(p_{r}^{\rm {sat}})-1,{\rm {\ at\ }}T_{r}=0.7$

где $p_{r}^{\rm {sat}}={\frac {p^{\rm {sat}}}{p_{c}}}$ – приведенное давление насыщенного пара и $T_{r}={\frac {T}{T_{c}}}$ это пониженная температура .

Питцер разработал этот фактор, изучая кривые давления пара различных чистых веществ. Термодинамически кривая давления пара для чистых компонентов может быть математически описана с помощью уравнения Клаузиуса-Клапейрона .

Интегрированная форма уравнения в основном используется для математического получения данных о давлении пара. Эта интегрированная версия показывает, что связь между логарифмом давления пара и обратной величиной абсолютной температуры примерно линейна.

Для ряда жидкостей по мере увеличения ацентрического фактора кривая пара «тянется» вниз, что приводит к более высоким температурам кипения . Для многих одноатомных жидкостей $p_{r}^{\rm {sat}}{\rm {\ at\ }}T_{r}=0.7$близко к 0,1, что приводит к $\omega \to 0$. Во многих случаях $T_{r}=0.7$ лежит выше температуры кипения жидкостей при атмосферном давлении.

Значения ω можно определить для любой жидкости на основе точных экспериментальных данных о давлении пара. Определение ω дает значения, близкие к нулю для благородных газов аргона , криптона и ксенона . $\omega$ также очень близок к нулю для молекул, имеющих почти сферическую форму. Значения ω ≤ -1 соответствуют давлению пара выше критического давления и не являются физическими.

Ацентрический фактор можно предсказать аналитически из некоторых уравнений состояния . Например, из приведенного выше определения можно легко показать, что жидкость Ван-дер-Ваальса имеет ацентрический фактор около -0,302024, что, если применить его к реальной системе, будет указывать на небольшую ультрасферическую молекулу.

некоторых

Молекула	Ацентрический фактор
Ацетон	0.304
Ацетилен	0.187
Аммиак	0.253
Аргон	0.000
углекислый газ	0.228
Декан	0.484
Этанол	0.644
Гелий	-0.390
Водород	-0.220
Криптон	0.000
Метанол	0.556
Неон	0.000
Азот	0.040
Закись азота	0.142
Кислород	0.022
Ксенон	0.000

См. также

• Уравнение состояния
• Пониженное давление
• Пониженная температура