饱和蒸汽压与蒸汽温度关系
1.用Antoine公式
ln(P)=9.3876-3826.36/(T-45.47)【T在290,500K之间】
P:MPa
T:K
P,0.11MPa时,T,375.47K,375.47-273.15,102.32C
P,0.15MPa时,T,384.54K,384.54K-273.15,111.39C
2.饱和蒸汽压与蒸汽温度之间有一经验公式曰克拉佩龙方程(Clapeylon): lnPs=-(DH/(RTh))+B
DH:水的摩尔蒸发热
R:气体通用常数
ln:自然对数
B:克拉佩龙方程经验公式的截距
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另一常用形式为:
ln(P2/P1)=(DH/R)((1/T1)-(1/T2))
DH:水的摩尔蒸发热
R:气体通用常数
ln:自然对数
P2:绝对温度T2时的饱和蒸汽压
P1:绝对温度T1时的饱和蒸汽压
P1=0.098MPa时,T1,373.2K,DH=40.63kJ/mol,R=8.318J/mol
P2=0.11MPa时,(1/T2)=(1/T1)-R(ln(P2/P1))/DH=0.00266
T2=376.5,t2=T2-273.2=103.3
P1=0.098MPa时,T1,373.2K,DH=40.63kJ/mol,R=8.318J/mol
P2=0.15MPa时,(1/T2)=(1/T1)-R(ln(P2/P1))/DH=0.00259
T2=385.7,t2=T2-273.2=112.5
蒸气压方程-正文
纯物质的饱和蒸气压与温度间的函数关系式。在一定温度下,液态和固态的纯物质都有相应的饱和蒸气压。当温度升高时,饱和蒸气压大体呈指数关系上升。采用仅含少量参数的蒸气压方程关联饱和蒸气压与温度数据,可以概括大量实
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验信息。这样便于数据的收集、贮存和取用。饱和蒸气压是重要的化工基础数据,常用于
标准
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态逸度、蒸发热、升华热(见热化学数据)及相平衡关联等方面的计算。
早期的蒸气压方程有1794年提出的普罗尼方程:
1841年提出的雷德方程:
两者都是经验方程。以上两式中 p?为饱和蒸气压;t为摄氏温度;A、B、C、α、β和γ 均为方程参数。1834年,法国化学家B.-P.-?.克拉珀龙分析了包含汽液平衡的卡诺循环后,提出饱和蒸气压的理论方程。1850年德国化学家R.克劳修斯为此方程作了严格的热力学推导,并把它推广到其他相平衡系统。此方程后来称为克劳修斯,克拉珀龙方程,其
表
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达式为:
式中p为相平衡时的压力,ΔH为相变热,ΔV为相变时的体积变化,T为绝对温度。 在用于汽液或汽固相变化时,对ΔH/ΔV 作不同的简化,可以得到不同的蒸气压方程,常用的有:
?克拉珀龙方程 由克拉珀龙提出: lnp?,A,B/T
式中A和B为特征参数。这是最简单的蒸气压方程,适用于温度远低于临界温度的场合;但在用于正常沸点
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(101.325kPa下的沸点)以下时,计算值通常偏高,且一般不适用于缔合液体 (如醇类)。将此方程用临界温度Tc(此时饱和蒸气压为临界压力pc) 和正常沸点Tb(此时饱和蒸气压为101.325kPa)消去A和B,可得到普遍化蒸气压方程:
式中p嬼,p?/pc;Tr,T/Tc;p,101.325/pc;T,Tb/Tc(见对应态原理)。为了提高计算准确度,可引入第三参数偏心因子ω,得: lnp嬼=f【0】(Tr)+ωf【1】(Tr)
式中f【0】和f【1】为Tr的普适函数。在Tb到Tc范围内,该式误差通常在1,,2,之内;在温度低于Tb时,计算值可能偏低百分之几。
?安托因方程 由C.安托因提出:
式中A、B和C均为特征参数,又称安托因常数。许多物质的安托因常数列于物性手册中,适用的温度范围相当于饱和蒸气压范围为1.5,200kPa,一般不宜外推。
蒸气压方程中,蒸气压仅是温度的单变量函数,因而只适用于不存在表面张力、流体静
压力、重力和电磁场等的影响时。一般在化工计算中,上述影响可不考虑。但当液体表面曲率不容忽略时(如蒸气冷凝形成液滴时),就要考虑表面张力的影响。当流体静压力较大时(如液面有高压惰性气体作用时),也要考虑压力的影响
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