Fattore di comprimibilità del gas
Misuri quanto un gas reale si discosta dal comportamento ideale: a 101325 Pa, 273,15 K e 0,022414 m³/mol, Z risulta praticamente uguale a 1. Vede anche i due prodotti confrontati, pressione per volume e R per temperatura. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Pressione
- 101.325
- Volume molare
- 0,022414
- Creatività
- 273,15
- Costante dei gas
- 8,314462618
- Z
- 1,0000013588
- Fattore di comprimibilità
- 1,0000013588
- Prodotto pvm
- 2271,09855
Il fattore di comprimibilità Z misura quanto un gas reale si allontana dal comportamento ideale in un dato stato. Per definizione Z è il prodotto della pressione assoluta e del volume molare diviso per il prodotto della costante dei gas e della temperatura assoluta: Z è P per Vm su R per T. Per un gas ideale perfetto alla stessa pressione e temperatura, Z vale esattamente uno; valori inferiori a uno di solito segnalano forze attrattive e riduzione di volume, mentre valori superiori a uno compaiono spesso ad alta pressione dove dominano i nuclei repulsivi. Questa calcolatrice accetta pressione assoluta, volume molare e temperatura assoluta —più una costante dei gas opzionale che di default è il valore SI 8.314462618 joule per mole per kelvin— e restituisce Z insieme ai prodotti intermedi P·Vm e R·T così Lei può verificare l'algebra intermedia su fogli di compiti e quaderni di laboratorio. La temperatura non positiva viene rifiutata perché lo zero assoluto e oltre rendono la definizione indefinita o non fisica.
Come è definito il fattore di comprimibilità Z
Parta dall'equazione di stato dei gas reali scritta come P Vm uguale a Z R T, dove P è la pressione assoluta, Vm è il volume molare del fluido puro o della miscela, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura assoluta in kelvin e Z è il fattore di comprimibilità adimensionale. Il riordinamento fornisce subito la definizione operativa Z uguale a P per Vm diviso per R per T.
Quando Z vale uno il fluido obbedisce alla legge dei gas ideali in quello stato; quando Z è minore di uno il volume molare è minore della previsione ideale, e quando Z è maggiore di uno il volume molare è maggiore. In unità SI di solito invia P in pascal, Vm in metri cubi per mole, T in kelvin e lascia R al valore predefinito 8.314462618 joule per mole per kelvin, che produce un numero puro per Z.
Lo strumento non converte Celsius o Fahrenheit in kelvin, non risolve equazioni di stato cubiche per un volume molare sconosciuto, non consulta carte di comprimibilità generalizzata da pressione e temperatura ridotte, e non stima regole di miscela oltre all'unico Vm effettivo che Lei ha già misurato o calcolato.
Dove i calcoli del fattore di comprimibilità compaiono nel lavoro reale
I corsi di chimica delle scuole superiori e dell'università introducono Z confrontando i volumi molari misurati di gas reali con la previsione del gas ideale alla stessa pressione e temperatura, spesso per l'anidride carbonica vicino alla condensazione o per gas leggeri a pressione elevata. I corsi universitari di termodinamica e di ingegneria di processo usano Z per correggere portate volumetriche, inventari di serbatoi e calcoli di orifizio prima di passare a equazioni di stato complete o carte degli stati corrispondenti.
La misurazione del gas naturale, il dimensionamento dei compressori e i modelli di condotte citano di routine Z alla pressione e temperatura di esercizio affinché i bilanci di massa ed energia restino coerenti. Se più avanti Le serve densità di gas ideale da pressione e massa molare, volume molare ideale da RT su P, relazioni di Boyle o Charles senza Z, o conversione in kelvin da Celsius, le tratti come intenzioni di ricerca e landing distinte invece di sovraccaricare questa pagina della calcolatrice del fattore di comprimibilità del gas.
Casi d'uso
Chiavi di risposta per compiti e laboratorio
Calcoli Z = PVm/RT per stati di gas reale da manuale così docenti e correttori automatici condividono un'unica verità di riferimento, incluso il rifiuto di temperatura non positiva.
Controlli di processo e misurazione
Stimi il fattore di comprimibilità da pressione assoluta, volume molare e temperatura misurati prima delle correzioni di portata volumetrica o inventario del serbatoio.
Domande frequenti
Che cos'è il fattore di comprimibilità Z?
Z = P·Vm/(R·T) è il rapporto adimensionale che confronta un gas reale con la legge dei gas ideali allo stesso stato.
Cosa succede se la temperatura è zero o negativa?
La temperatura assoluta deve essere strettamente positiva; una T non positiva rende Z = PVm/(RT) indefinito o non fisico.
Risolve un'equazione di stato per il volume molare?
No. Lei fornisce pressione, volume molare e temperatura; la calcolatrice restituisce Z. Risolvere modelli EOS cubici per Vm è un'intenzione separata.
Quanto costa?
Lo strumento del browser è gratuito e gira in locale.
Posso lavorare in atmosfere e litri per mole?
Sì. Indichi la costante dei gas come 0,08205746 L·atm/(mol·K) e tenga la pressione in atmosfere, il volume molare in litri per mole e la temperatura in kelvin. Senza questa modifica, la costante predefinita richiede pascal e metri cubi per mole.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
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Chiamala dal tuo stack
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req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
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"pressure": 101325,
"molar_volume": 0.022414,
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}Esempio di risposta
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"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
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401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Come è definito il fattore di comprimibilità Z
I fogli di chimica e di ingegneria di processo usano spesso atmosfere e litri per mole con R uguale a 0.08205746 litro atmosfere per mole per kelvin; questa calcolatrice accetta un gas_constant esplicito affinché quei sistemi coerenti funzionino senza conversione nascosta di unità. La temperatura assoluta deve essere strettamente positiva: T minore o uguale a zero viene rifiutata con invalid_input invece di restituire Infinity o un fattore non fisico privo di senso.
Cosa invia e cosa riceve in risposta
Controlli classici da manuale includono uno stato di gas ideale che recupera Z vicino a uno, un gas reale leggermente compresso con Z sotto uno, e R esplicito quando si lavora in unità litro-atmosfera. Invii numeri finiti nei campi pressure, molar_volume e temperature. pressure è la pressione assoluta in qualsiasi unità coerente con la Sua scelta di R; deve essere positiva. molar_volume è il volume molare del gas allo stato di interesse e deve essere positivo: vicino a temperatura e pressione standard un gas ideale è circa 0.022414 metri cubi per mole o 22.4 litri per mole. temperature è la temperatura assoluta in kelvin e deve essere maggiore di zero; valori nulli o negativi falliscono con un messaggio che nomina la regola di temperatura non positiva. gas_constant è opzionale: se omesso il motore usa 8.314462618 e imposta gas_constant_defaulted a true; se fornito deve essere un numero finito positivo e gas_constant_defaulted è false. Campi assenti, stringhe non numeriche, NaN e Infinity falliscono con invalid_input e non vengono addebitati. In caso di successo la risposta ecoa pressure, molar_volume, temperature e gas_constant ripuliti, riporta Z e l'alias compressibility_factor come P·Vm/(R·T), include product_pvm e product_rt per controlli intermedi, riporta deviation_from_ideal come Z meno uno e ideal_like quando la deviazione assoluta è sotto una parte su un milione, indica la convenzione di unità SI e include la stringa di formula e il method compressibility_factor. Il prezzo delle chiamate API riuscite è la base pubblicata di $0.002 per elemento; i fallimenti di validazione non consumano il saldo prepagato.
Dove i calcoli del fattore di comprimibilità compaiono nel lavoro reale
Poiché questa capacità è un motore di parse puro, il prezzo dell'API è la base pubblicata di $0.002 per elemento riuscito e la validazione fallita non consuma saldo.
Casi di integrazione
Widget curricolari e fixture API
Guida demo nel browser e test golden di CI dallo stesso risolutore isomorfo così gli strumenti di aula non discordano mai dalla valutazione del backend.
Domande tecniche
Quali unità devo usare?
Qualsiasi insieme coerente funziona. Il default SI è P in Pa, Vm in m³/mol, T in K e R = 8.314462618 J/(mol·K). Per unità L·atm passi gas_constant = 0.08205746 con pressione e volume molare concordanti.