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贝蒂-布里奇曼方程

/Beattie-Bridgeman equation/
条目作者陈健

陈健

最后更新 2022-01-20
浏览 302
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在理想气体状态方程的基础上,考虑分子体积和分子间作用对热压力和内压力影响随体系密度变化的多参数状态方程。

英文名称
Beattie-Bridgeman equation
所属学科
化工

1928年,J.A.贝蒂和O.C.布里奇曼提出如下形式的经验方程

 …(1)

式中为密度,等于均为经验常数,可由纯物质的p-V-T实验数据求得。

贝蒂-布里奇曼方程将真实气体的压力可以表示为:

 …(2)

式中为热压力;为内压力。在理想气体中,分子运动所产生的压力为,但当分子间作用力不能忽略时,需要进行修正。范德瓦耳斯力假设气体内部分子的作用相互抵消,而不考虑这一项修正。贝蒂-布里奇曼方程认为真实气体的热压力总是大于理想气体的压力,而且分子体积越大,气体密度越高,则热压力越大。因此将表示成密度函数:

 …(3)

在高密度时,进一步设B是密度的函数,于是:

 …(4)

在高密度情况下,由于分子间引力作用,分子有形成分子集团的倾向,一个分子基团的行为相当于一个分子,所以实质上认为气体内的实际粒子数减少而表现分子质量增大。因此,需要修正摩尔气体常数。Beattie等假设由于这种分子集团化使分子质量增大应与密度成正比,与温度的n次幂成反比,从而提出摩尔气体常数修正式为

 …(5)

式中指数根据实验确定。许多气体如氦气、氩气、氝气、氢气、氧气、二氧化碳、甲烷等。其的最佳值为3,修正的气体常数式为:

…(6)

再考虑分子间力对压力的影响。由于分子间力使压力减小的部分可用下式表示:

 …(7)

内压力更精确的公式为:

 …(8)

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