偏心因子

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Template:Not 偏心因子Template:Lang-en),符号:Template:Math,是热力学中描述流体特性的一个参数,由美国物理化学Template:Le于1955年提出[1]。其和分子质量临界温度临界压力临界体积(或临界压缩率)等参数一样,成为确定物质是否是为纯相的标准参数[2]。偏心因子也被认为是分子非球形度的量度[2],对于球形非极性分子,偏心因子为0;随着分子结构的复杂程度和极性的增加,偏心因子也相应变大,因此偏心因子数值的大小反映了分子形状和极性大小,其一般小于1,常介于0-0.4之间[3]

皮策通过研究各种纯物质的蒸气压曲线发明了这一因子,皮策定义的偏心因子关系式如下[4]

Tr=0.7下,ω=log10(prsat)1

其中prsat=psat/pc对比饱和蒸汽压Tr=T/Tc对比温度。

按照定义可知,偏心因子值并不能直接测量出,而是由临界温度Tc、临界压力值pc和对比温度Tr=0.7下的蒸气压值及其温度关联式三个参数计算得到[3]。从热力学角度来看,纯物质的蒸气压曲线可以用克劳修斯-克拉珀龙方程的进行描述,并通过该方程的积分形式对对数蒸气压lnp绝对温度倒数1T进行线性拟合即可得到第三个计算所需的参数[1]

对于一系列流体,随着偏心因子升高,蒸气压曲线下拉,沸点升高。对于单原子流体,Tr=0.7prsat0.1,偏心因子Template:Math近乎为0(如ArKrXe惰性气体)。在一般情况下,Tr=0.7高于大气压下流体的沸点。任何流体的Template:Math值都可以通过精确的实验蒸汽压数据确定。除了惰性气体,对于接近球形的分子,Template:Math也非常接近于零。 Template:Math ≤ −1的值对应于临界压力以上的蒸气压,是非物理的[2]

偏心因子可以通过一些状态方程分析预测。例如,从上述定义可以很容易地看出,范德华流体的偏心因子约为−0.302024,如果将其应用于真实系统,则表明该分子很小,呈超球形[5]

常见气体分子的偏心因子

分子 偏心因子[6]
丙酮 Template:00.304[7]
乙炔 Template:00.187
氨气 Template:00.253
氩气 Template:00.000
二氧化碳 Template:00.228
癸烷 Template:00.484
乙醇 Template:00.644[7]
氦气 −0.390
氢气 −0.220
氪气 Template:00.000
甲醇 Template:00.556[7]
氖气 Template:00.000
氮气 Template:00.040
一氧化二氮 Template:00.142
氧气 Template:00.022
氙气 Template:00.000
0.2120[8]

参见=

参考文献

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