Teorema stărilor corespondente

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h h-x
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

După van der Waals, teorema stărilor corespondente, respectiv ecuația stărilor corespondente indică faptul că toate fluidele, când sunt comparate la aceleași proprietăți reduse (temperatura redusă și presiunea redusă), au aproximativ același factor de compresibilitate și toate se abat de la comportamentul gazului ideal aproximativ la fel.

Constantele de material, care variază pentru fiecare tip de material, sunt eliminate, apărând într-o formă redusă într-o ecuație generală. Variabilele reduse sunt definite în funcție de valorile acestor variabile în punctele critice.

Descriere

Principiul a apărut odată cu lucrarea lui Johannes Diderik van der Waals, aproximativ în 1873 când a folosit temperatura critică și presiunea critică pentru a obține o proprietate universală a tuturor fluidelor care se comportă conform ecuației de stare van der Waals^⁠(d). Acesta prezice o valoare de $3/8=0,375$ care se dovedește a fi o supraestimare în comparație cu gazele reale.

Expresia „principiul stărilor corespondente” a fost introdus de Edward A. Guggenheim într-o lucrare în care a descris fenomenul că sisteme termodinamice diferite au comportamente foarte asemănătoare când sunt în apropierea punctului lor critic.

Există multe exemple de modele de gaze reale care satisfac această teoremă, cum ar fi modelul van der Waals, modelul Dieterici etc.

Factorul de compresibilitate în punctul critic

Factorul de compresibilitate în punctul critic este definit drept $Z_{c}={\frac {p_{c}\,v_{c}\,\mu }{R\,T_{c}}}$, unde indicele $c$ indică mărimile fizice măsurate în punctul critic și este prezis a fi o constantă independentă de substanță în multe ecuații de stare

În relația precedentă și în tabelul următor:

$p_{c}$ este presiunea critică [Pa]

$T_{c}$ este temperatura critică [K]

$v_{c}$ este volumul masic critic [m³/kg]

$R$ este constanta gazului, 8,314472 [J/(K⋅mol)

$\mu$ este masa molară [kg/mol]

Substanța	$p_{c}$ [Pa]	$T_{c}$ [K]	$v_{c}$ [m3/kg]	$Z_{c}$
Apă	7007218170000000000♠21.817×106	647.3	6997315400000000000♠3.154×10−3	0.23
4He	7005226000000000000♠0.226×106	5.2	6998144300000000000♠14.43×10−3	0.31
He	7005226000000000000♠0.226×106	5.2	6998144300000000000♠14.43×10−3	0.30
H2	7006127900000000000♠1.279×106	33.2	6998322999999999999♠32.3×10−3	0.30
Ne	7006273000000000000♠2.73×106	44.5	6997206599999999999♠2.066×10−3	0.29
N2	7006335400000000000♠3.354×106	126.2	6997321540000000000♠3.2154×10−3	0.29
Ar	7006486100000000000♠4.861×106	150.7	6997188300000000000♠1.883×10−3	0.29
Xe	7006587000000000000♠5.87×106	289.7	6996904900000000000♠0.9049×10−3	0.29
O2	7006501400000000000♠5.014×106	154.8	6997233000000000000♠2.33×10−3	0.291
CO2	7006729000000000000♠7.290×106	304.2	6997217000000000000♠2.17×10−3	0.275
SO2	7006788000000000000♠7.88×106	430.0	6997190000000000000♠1.900×10−3	0.275
CH4	7006458000000000000♠4.58×106	190.7	6997617000000000000♠6.17×10−3	0.285
C3H8	7006421000000000000♠4.21×106	370.0	6997442500000000000♠4.425×10−3	0.267

Vezi și

• Ecuația van der Waals
• Ecuație de stare
• Factor de compresibilitate

Legături externe

• en Properties of Natural Gases. Includes a chart of compressibility factors versus reduced pressure and reduced temperature (on last page of the PDF document)
• en Theorem of corresponding states on SklogWiki.