Teorema dos estados correspondentes - Theorem of corresponding states

Termodinâmica
O motor térmico clássico de Carnot
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Propriedades do material Bancos de dados de propriedades Capacidade de calor específica   ${\ displaystyle c =}$ ${\ displaystyle T}$ ${\ displaystyle \ parcial S}$ ${\ displaystyle N}$ ${\ displaystyle \ parcial T}$ Compressibilidade   ${\ displaystyle \ beta = -}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ parcial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ parcial p}$ Expansão térmica   ${\ displaystyle \ alpha =}$ ${\ displaystyle 1}$ ${\ displaystyle \ parcial V}$ ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle \ parcial T}$
Equações Teorema de Carnot Teorema de Clausius Relação fundamental Lei do gás ideal Relações de Maxwell Relações recíprocas do Onsager Equações de Bridgman Tabela de equações termodinâmicas
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Outro Nucleação Auto-montagem Auto-organização Ordem e desordem
Categoria
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De acordo com van der Waals, o teorema dos estados correspondentes (ou princípio / lei dos estados correspondentes ) indica que todos os fluidos , quando comparados à mesma temperatura reduzida e pressão reduzida , têm aproximadamente o mesmo fator de compressibilidade e todos se desviam do comportamento do gás ideal para aproximadamente no mesmo grau.

As constantes de material que variam para cada tipo de material são eliminadas, em uma forma reduzida reformulada de uma equação constitutiva . As variáveis ​​reduzidas são definidas em termos de variáveis ​​críticas .

O princípio se originou com o trabalho de Johannes Diderik van der Waals por volta de 1873, quando ele usou a temperatura crítica e a pressão crítica para caracterizar um fluido.

O exemplo mais proeminente é a equação de estado de van der Waals , cuja forma reduzida se aplica a todos os fluidos.

Fator de compressibilidade no ponto crítico

O fator de compressibilidade no ponto crítico, que é definido como , onde o subscrito indica o ponto crítico , é previsto como uma constante independente da substância por muitas equações de estado; a equação de Van der Waals, por exemplo, prevê um valor de . ${\ displaystyle Z_ {c} = {\ frac {P_ {c} v_ {c} \ mu} {RT_ {c}}}}$${\ displaystyle c}$${\ displaystyle 3/8 = 0,375}$

Onde:

• ${\ displaystyle T_ {c}}$ : temperatura crítica [K]
• ${\ displaystyle P_ {c}}$ : pressão crítica [Pa]
• ${\ displaystyle v_ {c}}$ : volume específico crítico [m ³ ⋅kg ⁻¹ ]
• ${\ displaystyle R}$ : constante de gás (8,314 J ⋅ K ⁻¹ ⋅ mol ⁻¹ )
• ${\ displaystyle \ mu}$ : Massa molar [kg⋅mol ⁻¹ ]

Por exemplo:

Substância	${\ displaystyle P_ {c}}$ [Pa]	${\ displaystyle T_ {c}}$ [K]	${\ displaystyle v_ {c}}$ [m 3 / kg]	${\ displaystyle Z_ {c}}$
H 2 O	21,817 × 10 6	647,3	3,154 × 10 −3	0,23
4 ele	0,226 × 10 6	5,2	14,43 × 10 −3	0,31
Ele	0,226 × 10 6	5,2	14,43 × 10 −3	0,30
H 2	1,279 × 10 6	33,2	32,3 × 10 −3	0,30
Ne	2,73 × 10 6	44,5	2.066 × 10 −3	0,29
N 2	3,354 × 10 6	126,2	3,2154 × 10 −3	0,29
Ar	4,861 × 10 6	150,7	1,883 × 10 −3	0,29
Xe	5,87 × 10 6	289,7	0,9049 × 10 −3	0,29
O 2	5,014 × 10 6	154,8	2,33 × 10 −3	0,291
CO 2	7,290 × 10 6	304,2	2,17 × 10 −3	0,275
SO 2	7,88 × 10 6	430,0	1.900 × 10 −3	0,275
CH 4	4,58 × 10 6	190,7	6,17 × 10 −3	0,285
C 3 H 8	4,21 × 10 6	370,0	4,425 × 10 −3	0,267

Veja também

• Equação de Van der Waals
• Equação de estado
• Fatores de compressibilidade
• Equação de Johannes Diderik van der Waals
• Lei Noro-Frenkel dos estados correspondentes

Referências

links externos

• Propriedades dos gases naturais . Inclui um gráfico de fatores de compressibilidade versus pressão reduzida e temperatura reduzida (na última página do documento PDF)
• Teorema dos estados correspondentes no SklogWiki .

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