对应态原理的作用与实现方式

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：对应态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质都表现出相同的性质。由此看来，二参数对应态原理只是一个近似的关系式，只能适用于较为简单的球形流体。对应态原理是一种特别的状态方程，也是预测流体性质较为有效的方法之一。为了拓宽对应态原理的应用范围和提高计算精度，研究者引入第三参数以建立普遍化的关系式，这是近年来的一个重要发展。

对比参数（reduced properties）包括对比温度Tr、对比压力pr、对比摩尔体积Vr，将它们分别定义如下：

将式（2-42）～式（2-44）代入范德瓦耳斯方程[式（2-4）]，得

由式（2-45b）可以看出，不论是何种流体，只要其处在相同的Tr，Vr下，那么其pr一定相同。对应态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质都表现出相同的性质。运用该原理研究气体的p-V-T关系就可得到普遍化（universal）的真实气体方程式。

式（2-45b）就是范德瓦耳斯提出的二参数对应态原理，式中除了量纲为1的对比参数外，没有任何其他的变量，因此该式成为对于任何气体都适用的方程式；换言之，对于不同的气体，只要具有相同的对比温度Tr和对比压力pr，其就具有相同的对比体积Vr（或对比压缩因子Zr=Z/Zc），在数学上可统一表示为

又因为

若要使式（2-47）成立，则必须要求临界压缩因子Zc是一固定常数，但大部分物质的Zc在0.2至0.3范围内变动，并不是个常数。由此看来，二参数对应态原理只是一个近似的关系式，只能适用于较为简单的球形流体。

对应态原理是一种特别的状态方程，也是预测流体性质较为有效的方法之一。为了拓宽对应态原理的应用范围和提高计算精度，研究者引入第三参数以建立普遍化的关系式，这是近年来的一个重要发展。

对应态原理的作用与实现方式

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