EOS Kalkulator

Kategori: Fysikk
- juni 07, 2025
| |

Beregne termodynamiske egenskaper for gasser og væsker ved hjelp av ulike tilstandslover (EOS). Denne kalkulatoren hjelper ingeniører, forskere og studenter med å bestemme trykk, volum, temperaturforhold og utlede andre termodynamiske egenskaper.

Valg av ligning

Væskeegenskaper

Tilstandsvariabler

kPa
L
Molar volum (volum per mol)
K
mol

Avanserte innstillinger

J/(mol·K)
Vil bli justert basert på valgte enheter

Forståelse av tilstandsligninger

Tilstandsligninger (EOS) beskriver forholdet mellom trykk, volum, temperatur og mengde av en væske. De er essensielle for termodynamiske beregninger innen kjemisk ingeniørfag, fysikk og relaterte felt.

Vanlige tilstandsligninger

Ideell gasslov: 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)))

Hver tilstandsligning har spesifikke anvendelser avhengig av trykk, temperatur og væsketype.

Kompresibilitetsfaktor (Z)

Kompresibilitetsfaktoren Z = PV/nRT måler avvik fra ideell gassoppførsel. For ideelle gasser er Z = 1. Virkelige væsker har vanligvis Z ≠ 1, spesielt ved høyt trykk eller nær kritiske punkter.

Kritiske egenskaper

Kritisk punkt representerer forhold der væske- og gassfaser blir uadskillelige. Kritiske egenskaper (Tc, Pc) er essensielle parametere i de fleste tilstandsligninger og varierer med stoff.

Ansvarsfraskrivelse: Denne kalkulatoren gir estimater basert på etablerte termodynamiske ligninger. Resultater kan variere fra eksperimentelle data, spesielt nær kritiske forhold eller ved ekstreme trykk. For kritiske anvendelser, valider alltid med laboratoriemålinger eller mer sofistikerte modelleringsverktøy.

Hva er EOS-kalkulatoren?

EOS-kalkulatoren er et praktisk verktøy som brukes til å beregne termodynamiske egenskaper av gasser og væsker basert på etablerte vitenskapelige modeller kjent som tilstandslover. Den hjelper brukere med å bestemme forholdet mellom trykk, volum, temperatur og mol av et stoff, og støtter analyser innen ingeniørfag, fysikk og kjemisk prosessering.

Med støtte for flere reelle gassmodeller som Van der Waals, Peng-Robinson og ideell gasslov, går denne kalkulatoren utover enkle estimater. Den hjelper med å forutsi gassens oppførsel under ulike forhold, spesielt der ideelle antagelser svikter.

Ideell gasslov: PV = nRT

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

Redlich-Kwong: P = (RT/(V - b)) - (a/(T0.5V(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)))

Nøkkelfunksjoner

  • Velg mellom flere tilstandslover for nøyaktig modellering.
  • Velg mellom vanlige væsker eller skriv inn tilpassede kritiske egenskaper.
  • Beregne trykk, volum, temperatur eller fullstendige termodynamiske egenskaper.
  • Støtter enhetskonverteringer på tvers av SI, bar, ingeniør- og engelske systemer.
  • Viser kompresjonsfaktor (Z) og avvik fra ideell gassoppførsel.
  • Trinn-for-trinn ligningsderivasjoner for dypere forståelse.

Slik bruker du EOS-kalkulatoren

  1. Velg en tilstandsligning: Velg fra alternativer som ideell gass, Van der Waals eller Peng-Robinson.
  2. Velg beregningsmodus: Bestem om du vil beregne trykk, volum, temperatur eller egenskaper.
  3. Velg en væske: Velg en væske (f.eks. metan, oksygen) eller skriv inn tilpassede verdier.
  4. Angi tilstandsvariabler: Skriv inn de kjente verdiene som trykk, volum, temperatur og antall mol.
  5. Juster avanserte innstillinger: Aktiver visning av derivater eller juster gasskonstanten om nødvendig.
  6. Klikk "Beregn": Se resultater inkludert primært utfall, sekundære egenskaper, Z-faktor og avvik.

Hvorfor denne kalkulatoren er nyttig

Enten du jobber med modellering av gassrørledninger, designer kjemiske reaktorer, eller bare lærer om gasslover, forenkler dette verktøyet komplekse termodynamiske beregninger. Den fungerer som en kalkulator for trykk-volum-forhold, en evaluering av mol og gassoppførsel, og tilbyr til og med en sjekker for kompresjonsfaktoren.

I motsetning til andre verktøy som en Arbeidskalkulator for vurdering av arbeidstid eller en Spenningsfallkalkulator for elektrisk planlegging, spesialiserer denne EOS-kalkulatoren seg på termodynamiske væskeegenskaper. Den er spesielt verdifull når reelle gasseffekter må vurderes, på samme måte som en Varmeindekskalkulator hjelper med å vurdere opplevd temperatur på grunn av fuktighet og varme nivåer.

Ofte stilte spørsmål

Hva er en tilstandsligning (EOS)?

En EOS er en matematisk modell som beskriver forholdet mellom trykk, volum, temperatur og mengden gass. Den hjelper med å forutsi væskeoppførsel under ulike forhold.

Når bør jeg bruke en reell gassligning i stedet for den ideelle gassloven?

Hvis forholdene dine involverer høyt trykk, lave temperaturer, eller væsken er nær sitt kritiske punkt, vil reelle gassmodeller som Peng-Robinson eller Redlich-Kwong gi mer nøyaktige resultater.

Hva indikerer kompresjonsfaktoren Z?

Z viser hvor mye en reell gass avviker fra ideell oppførsel. Z = 1 betyr ideell gassoppførsel. Verdier over eller under 1 indikerer frastøtende eller tiltrekkende molekylære krefter.

Kan jeg bruke denne kalkulatoren for væsker?

Dette verktøyet er optimalisert for gasser og superkritiske væsker. Selv om noen ligninger støtter tette faser, kan resultatene for væsker være mindre nøyaktige.

Er dette nyttig for utdanningsformål?

Ja, trinn-for-trinn-derivasjonene og dynamiske resultater gjør det ideelt for læring og forståelse av gasslover og reell gassoppførsel.

Konklusjon

EOS-kalkulatoren er en nyttig ressurs for studenter, ingeniører og fagfolk som arbeider med gasser. Den strømlinjeformer termodynamisk analyse ved å tilby flere modeller og presise resultater. Enten du beregner gasstrykk eller vurderer kompresjonsfaktoren, hjelper dette verktøyet deg med å ta informerte beslutninger innen gass- og væskedynamikk.