Уравнение состояния газа – функциональная зависимость между давлением , удельным объёмом и температурой , которая существует для всех газов, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, то есть .
Графически эта зависимость изображается семейством изотерм.
При температуре большей критической газ всегда остаётся в газообразном состоянии при любом давлении. При температуре меньшей критической, при сжатии газа, если достигается некоторого удельного объёма начинается конденсация газа, и он переходит в двухфазное состояние. При достижении некоторого удельного объёма конденсация газа прекращается, и он приобретает свойства жидкости.
Уравнение состояния идеального газа описывается уравнением Менделеева-Клапейрона: , или , где .
Газовая постоянная , .
Для метана, имеющего молярную массу , газовая постоянная равна .
При больших давлениях и температурах характерных для магистральных газопроводов используются различные модели реальных газов, который обладает явлением сверхсжимаемости. Эти модели описываются скорректированным уравнением Менделеева-Клайперона: , где - коэффициент сверхсжимаемости, который для реальных газов всегда меньше единицы; - приведённое давление; - приведённое давление.
|
|
Для вычисления коэффициента сверхсжимаемости существуют различные эмпирические формулы, такие как .
Характерные параметры компонентов природного газа:
Название компонента | , | , | , | , | , |
Метан | 16.042 | 0.717 | 518.33 | 4.641 | 190.55 |
Этан | 30.068 | 1.356 | 276.50 | 4.913 | 305.50 |
Пропан | 44.094 | 2.019 | 188.60 | 4.264 | 369.80 |
Азот | 28.016 | 1.251 | 296.70 | 3.396 | 126.2 |
Сероводород | 34.900 | 1.539 | 238.20 | 8.721 | 378.56 |
Углекислый газ | 44.011 | 1.976 | 189.00 | 7.382 | 304.19 |
Воздух | 28.956 | 1.293 | 287.18 | 3.180 | 132.46 |