Die Volumina v’, v’’ bzw. die Dichten r ’, r ’’ von Stoffen entsprechend ihres Dampfdruckes ps bei der Temperatur T sind sogen. Sättigungsdaten dieser Stoffe.
Die Kenntnis dieser Daten ist ausschlaggebend wichtig zur Beurteilung und Auslegung physikalisch- chemischer Abläufe und speziell in der Verfahrenstechnik.
Zur Berechnung des Dampfvolumens v’’ (cm3 /mol ) bei der Temperatur T (K) und gegebenem Dampfdruck ps (Mpa) steht als Näherung
zur Verfügung. Die Konstanten a, b sind die Parameter der klassischen van der Waals- Zustandsgleichung mit Tk als kritische Temperatur (K) und pk (Mpa) als kritischen Druck:
a = 27R2 Tk 2 /64pk , b = R Tk /8 pk . Genauere v“- Volumina sind mit einer weiteren Näherung zu berechnen (s. „Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene“, ISBN 978-3-00-027253-0).
Die dem Sättigungsvolumen entsprechende Dichte r ’’ (g/ cm3 ) ist mit
ρ“ = M/v“
zu berechnen.
Das Volumen der Flüssigkeit ist mit
gegeben.
Die sogen. Dichtesprungkonstante Kv (mol/cm3 K1/3 ) kann berechnet werden (s. „Stoffwerte von Flüssigkeiten und realen Gasen- berechnet mit Gesetzmäßigkeiten kritischer Phänomene“- ISBN 978-3-00-027253-0). Der sogen. kritische Exponent b gilt mit dem Wert 1/3.
Die dem Flüssigkeitsvolumen v’ entsprechende Dichte ist mit
ρ‘ = M/v‘
zu berechnen.
Das Volumen realer Gase ist mit
für die gegebene Temperatur T und dem vorgegebenen Druck p zu bestimmen.
Der den Zustand eines Stoffes charakterisierende Realgasfaktor Z = pv / RT kann also immer für Gase angegeben werden.
Da mit der oben gen. Gleichung für v’ auch die Flüssigkeitsvolumina in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck in einer zu Gasen analogen Weise berechnet werden können, sind auch die für Flüssigkeiten definierten Realgasfaktoren selbst bis zu hohen Flüssigkeitsdrücken berechenbar.
Nachfolgend werden für bestimmte Stoffe auf diese Art und Weise berechnete Daten für die Volumina v’, v’’ und für Realgasfaktoren Z in Abhängigkeit von Druck und Temperatur zusammengestellt. Die Ergebnisse sind Näherungen. Die gen. Referenzwerte entsprechen Angaben aus der Literatur ( wie – VDI- Wärmeatlas, VDI- Verlag; – Landolt- Börnstein, Zahlenwerte und Funktionen, Springer- Verlag; – Blanke, W., Thermophysikalische Stoffgrößen, Springer- Verlag 1989, u.a.). Ein Vergleich mit Daten aus kommerziell geführten Datenbanken kann allerdings nicht erfolgen.
OZON O3
krit. Temperatur: 261.1 K, krit. Druck: 5.53 MPa, normaler Siedepunkt: 161.9 K, Flüssigkeitsvolumen am normalen Siedepunkt: 35.5015 cm³/mol
Volumen- Sättigungsdaten von Ozon O3
Temperatur T Flüssigkeit v‘ Dampf v“
K cm³/mol cm³/mol
– berechnet Referenzw. berechnet Referenzw.
140 33.29 33.40 72230 –
162 35.50 35.52 12890 –
200 40.84 – 1714 –
230 47.57 – 516 –
Realgasfaktoren Z für Ozon
Druck / MPa Temperatur/K
77.15 90.25 140
0.1 0.005 0.004 0.003
1.0 0.045 0.04 0.029
10 0.45 0.40 0.29
20 0.9 0.79 0.57
100 4.5 2.8
Druck/MPa Temperatur/K
175 200 230
0.1 0.98 0.99 0.99
1 0.025 0.025 0.92
10 0.252 0.24 0.24
20 0.5 0.48 0.46
