Kalkulator EOS

Kategoria: Fizyka

- 10 sierpnia 2025

| |

Oblicz właściwości termodynamiczne gazów i cieczy za pomocą różnych równań stanu (EOS). Ten kalkulator pomaga inżynierom, naukowcom i studentom określić zależności między ciśnieniem, objętością i temperaturą oraz wyprowadzić inne właściwości termodynamiczne.

Wybór Równania

Równanie stanu:

Tryb obliczeń:

Właściwości Cieczy

Ciecz:

System jednostek:

Zmienne Stanu

Ciśnienie (P):

kPa

Objętość (V):

Objętość molowa (objętość na mol)

Temperatura (T):

Liczba moli (n):

mol

Zaawansowane Ustawienia

Oblicz współczynnik ściśliwości (Z):

Pokaż współczynnik Z

Pokaż wyprowadzenia równań:

Wyświetl obliczenia krok po kroku

Stała gazowa (R):

J/(mol·K)

Zostanie dostosowana do wybranego systemu jednostek

Zrozumienie Równań Stanu

Równania stanu (EOS) opisują zależność między ciśnieniem, objętością, temperaturą i ilością cieczy. Są one niezbędne do obliczeń termodynamicznych w inżynierii chemicznej, fizyce i pokrewnych dziedzinach.

Popularne Równania Stanu

Prawo gazu doskonałego: PV = nRT

Van der Waals: (P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Redlich-Kwong: P = (RT/(V-b)) - (a/(T^(1/2)V(V+b)))

Peng-Robinson: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V²+2bV-b²))

Soave-Redlich-Kwong: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V(V+b)))

Każde równanie stanu ma specyficzne zastosowania w zależności od ciśnienia, temperatury i rodzaju cieczy.

Współczynnik Ściśliwości (Z)

Współczynnik ściśliwości Z = PV/nRT mierzy odchylenie od zachowania gazu doskonałego. Dla gazów doskonałych Z = 1. Prawdziwe ciecze zazwyczaj mają Z ≠ 1, szczególnie przy wysokich ciśnieniach lub w pobliżu punktów krytycznych.

Właściwości Krytyczne

Punkt krytyczny reprezentuje warunki, w których fazy ciekła i gazowa stają się nierozróżnialne. Właściwości krytyczne (Tc, Pc) są kluczowymi parametrami w większości równań stanu i różnią się w zależności od substancji.

Oświadczenie: Ten kalkulator dostarcza oszacowań opartych na ustalonych równaniach termodynamicznych. Wyniki mogą różnić się od danych eksperymentalnych, szczególnie w pobliżu warunków krytycznych lub przy ekstremalnych ciśnieniach. W przypadku zastosowań krytycznych zawsze weryfikuj wyniki za pomocą pomiarów laboratoryjnych lub bardziej zaawansowanych narzędzi modelowania.

Czym jest Kalkulator Równania Stanu (EOS)?

Kalkulator EOS to praktyczne narzędzie służące do obliczania właściwości termodynamicznych gazów i cieczy na podstawie uznanych modeli naukowych, znanych jako równania stanu. Pomaga użytkownikom określić zależności między ciśnieniem, objętością, temperaturą i liczbą moli substancji, wspierając analizy w inżynierii, fizyce i przetwórstwie chemicznym.

Dzięki obsłudze wielu modeli gazów rzeczywistych, takich jak równanie Van der Waalsa, Peng-Robinsona czy Prawo Gazów Doskonałych, kalkulator ten wykracza poza proste oszacowania. Pomaga przewidywać zachowanie gazów w różnych warunkach, szczególnie tam, gdzie założenia idealne zawodzą.

Prawo Gazów Doskonałych: PV = nRT

Równanie Van der Waalsa: (P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Równanie Redlicha-Kwonga: P = (RT/(V - b)) - (a/(T^0.5V(V + b)))

Równanie Peng-Robinsona: P = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V² + 2bV - b²))

Równanie Soave-Redlich-Kwong: P = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V(V + b)))

Kluczowe funkcje

Wybór spośród wielu równań stanu dla dokładnego modelowania.
Możliwość wyboru popularnych cieczy lub wprowadzenia własnych właściwości krytycznych.
Obliczanie ciśnienia, objętości, temperatury lub pełnych właściwości termodynamicznych.
Obsługa konwersji jednostek w systemach SI, bar, inżynierskim i angielskim.
Wyświetlanie współczynnika ściśliwości (Z) i odchylenia od zachowania gazu doskonałego.
Krok po kroku wyprowadzenia równań dla głębszego zrozumienia.

Jak korzystać z Kalkulatora EOS

Wybierz Równanie Stanu: Wybierz spośród opcji takich jak Prawo Gazów Doskonałych, Van der Waalsa czy Peng-Robinsona.
Wybierz Tryb Obliczeń: Zdecyduj, czy chcesz obliczyć ciśnienie, objętość, temperaturę czy właściwości.
Wybierz Ciecz: Wybierz ciecz (np. metan, tlen) lub wprowadź własne wartości.
Wprowadź Zmienne Stanu: Wprowadź znane wartości, takie jak ciśnienie, objętość, temperatura i liczba moli.
Dostosuj Ustawienia Zaawansowane: Włącz wyświetlanie wyprowadzeń lub dostosuj stałą gazową, jeśli to konieczne.
Kliknij "Oblicz": Zobacz wyniki, w tym wynik główny, właściwości wtórne, współczynnik Z i odchylenia.

Dlaczego ten kalkulator jest przydatny

Niezależnie od tego, czy pracujesz nad modelowaniem rurociągów gazowych, projektowaniem reaktorów chemicznych, czy po prostu uczysz się o prawach gazowych, to narzędzie upraszcza skomplikowane obliczenia termodynamiczne. Służy jako kalkulator relacji ciśnienie-objętość, ocenia zachowanie moli i gazów, a także oferuje sprawdzanie współczynnika ściśliwości.

W przeciwieństwie do innych narzędzi, takich jak Kalkulator Pracy do oceny czasu pracy lub Kalkulator Spadku Napięcia do planowania elektrycznego, ten kalkulator EOS specjalizuje się w właściwościach termodynamicznych cieczy. Jest szczególnie wartościowy, gdy należy uwzględnić efekty gazów rzeczywistych, podobnie jak Kalkulator Indeksu Ciepła pomaga ocenić odczuwalną temperaturę w zależności od wilgotności i poziomu ciepła.

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest Równanie Stanu (EOS)?

EOS to model matematyczny opisujący zależność między ciśnieniem, objętością, temperaturą i ilością gazu. Pomaga przewidywać zachowanie cieczy w różnych warunkach.

Kiedy należy używać równania gazu rzeczywistego zamiast Prawa Gazów Doskonałych?

Jeśli warunki obejmują wysokie ciśnienia, niskie temperatury lub ciecz znajduje się blisko punktu krytycznego, modele gazów rzeczywistych, takie jak Peng-Robinson czy Redlich-Kwong, zapewnią dokładniejsze wyniki.

Co oznacza współczynnik ściśliwości Z?

Z pokazuje, jak bardzo gaz rzeczywisty odbiega od zachowania gazu doskonałego. Z = 1 oznacza zachowanie gazu doskonałego. Wartości powyżej lub poniżej 1 wskazują na siły odpychające lub przyciągające między cząsteczkami.

Czy mogę używać tego kalkulatora do cieczy?

To narzędzie jest zoptymalizowane dla gazów i cieczy w stanie nadkrytycznym. Chociaż niektóre równania wspierają fazy gęste, wyniki dla cieczy mogą być mniej dokładne.

Czy to narzędzie jest przydatne w celach edukacyjnych?

Tak, wyprowadzenia krok po kroku i dynamiczne wyniki sprawiają, że jest idealne do nauki i zrozumienia praw gazowych oraz zachowania gazów rzeczywistych.

Podsumowanie

Kalkulator EOS to przydatne narzędzie dla studentów, inżynierów i profesjonalistów pracujących z gazami. Upraszcza analizy termodynamiczne, oferując wiele modeli i precyzyjne wyniki. Niezależnie od tego, czy obliczasz ciśnienie gazu, czy oceniasz współczynnik ściśliwości, to narzędzie pomaga podejmować świadome decyzje w zakresie dynamiki gazów i cieczy.