Точная и эффективная теоретическая оценка термодинамических свойств неполярных газов

Аннотация

Исследование межмолекулярных взаимодействий и термодинамических свойств реальных неполярных газов имеет большое значение и может быть оценено с помощью вириального уравнения состояния. В статье получен новый, практичный и общий аналитический метод для оценки второго вириального коэффициента (SVC) с потенциалом Морзе, который важен для исследования всех термодинамических свойств газов. Первая производная SVC с аналитическими формулами потенциала Морзе также установлена, поскольку она появляется в термодинамических выражениях. Одним из значений полученных формул является их применимость для всех диапазонов параметров, что обеспечивает точные результаты быстро. Точность применяемого метода проверена расчетами SVC газа Ne для широкого диапазона температур с экспериментальными и аналитическими данными для сравнения и температурой Бойля (T_B) газов He, Ne, Ar, Kr, Xe, H₂, N₂, и О₂ с включенными высокоточными соответствующими литературными данными для сравнения и доказала свою состоятельность. В этом исследовании также использованы полученные аналитические формулы для получения изменений энтропии, энтальпии, внутренней энергии и свободной энергии в зависимости от давления для газов He, Ne, Ar, Kr, Xe, H₂, N₂, и О₂. Результаты DS/P, DH/P, DE/P, и DF/P сравниваются с литературными данными, которые используют наиболее часто используемый потенциал Леннарда-Джонса (12-6) для получения термодинамических свойств газов для расчетов SVC. Результаты доказали, что включение ранее игнорированного члена более высокого порядка в формулу DS/P повысило точность, но все еще может быть проигнорировано из-за малых вкладов.