На основе анализа экспериментальной информации о критической амплитуде и критического индекса β линии насыщения определена корреляционная зависимость = (β, ω) как функция β и ацентрического фактора ω. Апробация предложенной корреляции осуществлена с привлечением 20 веществ. Установлено, что максимальные относительные отклонения, δ,, экспериментальных значений критической амплитуды от рассчитанных по корреляции (β, ω) для всех рассмотренных веществ по модулю не превышает 6%. Опровергнута гипотеза об универсальности критической амплитуды (с точностью до критического индекса β). Показано, что критическая амплитуда — индивидуальная характеристика вещества, зависящая от степени несферичности молекул (ω).
Для этана разработана система взаимосогласованных уравнений (СВУ), описывающая давление, \({{p}_{s}}\), плотность пара, \({{\rho }^{ - }}\), и плотность жидкости, \({{\rho }^{ + }}\), производную \(p_{s}^{'}(T)\), теплоту парообразования, \(r\), и на линии фазового равновесия в диапазоне от тройной точки и до критической точки. В СВУ также включена “кажущаяся” теплота парообразования \(r{\kern 1pt} *\), которая связана с теплотой параобразования \(r\): \(r = r{\kern 1pt} *{\kern 1pt} (1 - {{\rho }^{ - }}{\text{/}}{{\rho }^{ + }})\). На основе термодинамического анализа установлено: 1) условие, что средний диаметр \({{d}_{f}} > 0\) выполняется в каждой точке линии насыщения, за исключением критической точки, в которой \({{d}_{f}} = 0\), 2) средний диаметр строго убывает в интервале \({{T}_{{tr}}} < T < {{T}_{c}}\). СВУ передает линию фазового равновесия этана в переделах экспериментальной неопределенности данных Funke M. и др. (2002) в диапазоне от тройной точки (\({{p}_{{tr}}}\), \({{\rho }_{{tr}}}\), \({{T}_{{tr}}}\)) до критической точки (\({{p}_{c}}\), \({{\rho }_{c}}\), \({{T}_{c}}\)). При этом СВУ передает особенности критической точки в соответствии с теорией ренормгруппы (РГ), разработанной Zhou Z. и др. (2022) для системы асимметричных систем. На основе уравнения Клапейрона–Клаузиуса и теории ренормгруппы получено выражение для “кажущейся” теплоты парообразования. Проведен анализ среднего диаметра \({{d}_{f}} = {{D}_{{2\beta }}}{{\tau }^{{2\beta }}} + {{D}_{{1 - \alpha }}}{{\tau }^{{1 - \alpha }}} + {{D}_{\tau }}\tau \) для двух групп комплексов: a) \({{D}_{{2\beta }}} = 0.1\), \(\eta = {{D}_{{2\beta }}}{\text{/}}{{D}_{{1 - \alpha }}} = - 0.14\) и \(\phi = {{D}_{{2\beta }}}{\text{/}}{{D}_{\tau }} = 0.13\), б) \({{D}_{{2\beta }}} = 0.048\), \(\eta = - 0.18\) и \(\phi = 0.12\), которые соответствуют значениям \({{D}_{{2\beta }}}\), \(\eta \) и \(\phi \), полученным Wang L. и др. (2013) в рамках РГ и моделирования опытных данных этана на линии насыщения. На основе предложенной СВУ рассчитан средний диаметр, \({{d}_{f}}\), этана для комплексов a) и б) и установлено, что наиболее точно средний диаметр, установленный на основе данных Funke M. и др. (2002), передает СВУ в диапазоне от \({{T}_{{tr}}}\) до \({{T}_{c}}\) с параметрами \({{D}_{{2\beta }}} = 0.0039\), \(\eta = - 0.14\) и \(\phi = 0.13\).
На основе линейной корреляционной модели λ = λ0 (a + bTrb) теплопроводности и транс-, цис-параметра Г = X(c) / X(t) разработана методика расчета на линии насыщения теплопроводности, λ(t), жидких транс-изомеров (цис-изомеров) по данным о теплопроводности, λ(c), цис-изомеров (транс-изомеров). Здесь Г = Tc(c) / Tc(t) или Г = Tb(c) / Tb(t), где Tc(t) и Tc(c) – критические температуры соответственно транс-изомера и цис-изомера; Tb(t) и Tb(c) – температура кипения при нормальном давлении соответственно транс-изомера и цис-изомера. При расчете λ(c) корреляционная модель имеет вид: λ(c) = λ0(c) (aГ0.15 + bT(c)) или λ(c) = λ0(t) (aГ0.1 + bT(c)). При расчете λ(t) корреляционная модель имеет вид: λ(t) = λ0(c) (a1Г0.15 + b1Trb(t)). Здесь Trb(t) = T / Tb(t) и Trb(c) = T / Tb(c). Методика апробирована на примере транс-изомеров R1234ze(E), R1336mzz(E) и цис-изомеров R1234ze(Z), R1336mzz(Z). Показано, что данная методика позволяет описать данные λ(c), (λ(t)), R1234ze(Z), R1336mzz(Z) по данным λ(t), (λ(c)) соответствующих транс-изомеров (цис-изомеров) в пределах экспериментальной погрешности. Для реализации методики достаточно иметь информацию о температуре кипения при нормальном давлении исследуемого изомера. Показано, что в рамках методики можно корректировать данные λ(c) или λ(t), если теплопроводность λ одного из изомеров описана корреляционной моделью λ = λ0 (a + bTrb) с неопределенностью, соответствующей неопределенности экспериментальной информации о λ этого изомера. В рамках методики впервые рассчитаны значения λ цис-изомера R1123(Z), для которого данные о теплопроводности отсутствуют.
Разработана новая модель линии фазового равновесия (ЛФР) перфтороктана (C8F18), в основе которой лежат уравнение Клапейрона – Клаузиуса и соотношения теории ренормализационной группы (РГ). В отличие от известных ЛФР, при описании плотности насыщенной жидкости, , плотности насыщенного пара, , и давления насыщенного пара, , перфтороктана использована система взаимосогласованных уравнений (СВУ): , , , теплоты парообразования и «кажущейся» теплоты парообразования, r* = r / (1− ), которые имеют ряд общих параметров: критические индексы, критические параметры и коэффициенты среднего диаметра, , рассчитанные в рамках современной теории РГ для асимметричных систем. Показано, что на основе предложенного подхода разработана линия насыщения перфтороктана, средний диаметр, , которой описывается в соответствии с теорией РГ зависимостью: , где – критическая температура. Установлено, что в рамках предложенного подхода – это строго убывающая функция температуры. В рамках предложенной модели ЛФР опытные данные о и Хайрулина Р.А. и Станкуса С.В. (2021) передаются в пределах их экспериментальной неопределенности. На основе предложенной модели ЛФР получены новые критические параметры перфтороктана: критическая плотность, кг/м3, критическая температура, К. Для диапазона от тройной до критической точки разработаны термодинамические таблицы, включающие , , , r*, r.
На основе линейной модели Скофилда–Литстера–Хо (ЛМ) получено представление масштабной гипотезы (МГ), по своей структуре аналогичное представлению МГ, следующему из феноменологической теории критической точки Мигдала и позволяющее в соответствии с требованиями масштабной теории построить уравнение состояния в физических переменных. В качестве масштабного множителя в предложенной модели критической точки, как и в модели критической точки Берестова, использована изохорная теплоемкость, приведенная к абсолютной температуре (Cv/T). Показано, что в рамках предложенной модели МГ на основе гипотезы Бенедека могут быть строго рассчитаны масштабные функции свободной энергии Гельмгольца в переменных плотность-температура, которые по своим характеристикам не уступают соответствующим масштабным функциям ЛМ. В отличие от масштабных функций, рассчитанных на основе представлений МГ Мигдала, масштабные функции свободной энергии, рассчитанные в рамках предложенной модели критической точки, не содержат интегралов от дифференциальных биномов. В рамках нового представления МГ предложено единое фундаментальное уравнение состояния, которое апробировано на примере описания равновесных свойств метана в диапазоне: по температуре 90.6941–620 К; по давлению до 600 МПа.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation