Teorema dels estats corresponents

Termodinàmica
Branques
Clàssica · Estadística · Química
Equilibri / No-equilibri
Estat:
Equació d'estat
Gas ideal · Gas real
Estat de la matèria · Equilibri
Volum de control · Instruments
Processos:
Isobàric · Isocor · Isotèrmic
Adiabàtic · Isentròpic · Isentàlpic
Quasiestàtic · Politròpic
Expansió lliure
Reversible · Irreversible
Endoreversibilitat
Cicles:
Màquina tèrmica · Bomba de calor · Rendiment tèrmic
Propietats dels materials
Capacitat tèrmica específica  c = {\displaystyle c=}
T {\displaystyle T} S {\displaystyle \partial S}
N {\displaystyle N} T {\displaystyle \partial T}
Compressibilitat  β = {\displaystyle \beta =-}
1 {\displaystyle 1} V {\displaystyle \partial V}
V {\displaystyle V} p {\displaystyle \partial p}
Dilatació tèrmica  α = {\displaystyle \alpha =}
1 {\displaystyle 1} V {\displaystyle \partial V}
V {\displaystyle V} T {\displaystyle \partial T}
Bases de dades termodinàmiques per substàncies pures
Equacions
Teorema de Carnot · Teorema de Clausius · Relació fonamental · Llei dels gasos ideals · Relacions de Maxwell
Taula d'equacions termodinàmiques
Energia lliure · Entropia lliure
Energia interna U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
Entalpia H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
Energia lliure de Helmholtz A ( T , V ) = U T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
Energia lliure de Gibbs G ( T , p ) = H T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}
  • Vegeu aquesta plantilla

Segons van der Waals, el teorema dels estats corresponents (o principi dels estats corresponents) indica que tots els fluids, quan es comparen amb la mateixa temperatura reduïda i pressió reduïda, tenen aproximadament el mateix factor de compressibilitat i es desvien del comportament de gas ideal en més o menys el mateix grau.[1][2] El teorema es va originar amb el treball de Johannes Diderik van der Waals als voltants de 1873[3] quan va fer servir la temperatura crítica i la pressió crítica per caracteritzar un fluid.

L'exemple més importa és l'equació de van der Waals, la forma reduïda del qual s'aplica a tots els fluids.

Factor de compressibilitat en el punt crític

El factor de compressibilitat en el punt crític, que es defineix com Z c = p c n c k B T c {\displaystyle Z_{c}={\frac {p_{c}}{n_{c}k_{B}T_{c}}}} (on el subíndex c {\displaystyle c} indica el punt crític) es prediu per moltes equacions d'estat com una constant independent de la substància; per exemple, l'equació de van der Waals prediu un valor de 3 / 8 = 0.375 {\displaystyle 3/8=0.375} .

Substància Valor
H₂O 0,23[4]
4He 0,31[4]
He 0,30[5]
H₂ 0,30[5]
Ne 0,29[5]
N₂ 0,29[5]
Ar 0,29[5]

Referències

  1. Tester, Jefferson W.; Modell, Michael. Thermodynamics and its applications. Prentice Hall, 1997. ISBN 0-13-915356-X. 
  2. Çengel Y.A.; Boles M.A.. Thermodynamics: An Engineering Approach. Sixth Edition. McGraw Hill, 2007, p. 141. ISBN 97800071257718. 
  3. A Four-Parameter Corresponding States Correlation for Fluid Compressibility Factors Arxivat 2007-03-17 a Wayback Machine., Walter M. Kalback and Kenneth E. Starling, Universitat d'Oklahoma.
  4. 4,0 4,1 Goodstein, David. «Critical Phenomena and Phase Transitions». A: States of Matter. cap. 6. 1st. Toronto: General Publishing Company, 1985, p. 452. ISBN 0-486-64927-X. 
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 de Boer, J. «Quantum theory of condensed permanent gases I the law of corresponding states». Physica. Elsevier [[[Utrecht (city)|Utrecht]], Netherlands], 14, April 1948, pàg. 139–148. Bibcode: 1948Phy....14..139D. DOI: 10.1016/0031-8914(48)90032-9 [Consulta: 8 desembre 2009].

Vegeu també

Enllaços externs

  • Properties of Natural Gases (anglès)