Kalkulator EOS

Kategori: Fizik
- 03 Julai 2025
| |

Kira sifat termodinamik gas dan cecair menggunakan pelbagai persamaan keadaan (EOS). Kalkulator ini membantu jurutera, saintis, dan pelajar menentukan hubungan tekanan, isipadu, suhu dan mendapatkan sifat termodinamik lain.

Pilihan Persamaan

Sifat Cecair

Pembolehubah Keadaan

kPa
L
Isipadu molar (isipadu per mol)
K
mol

Tetapan Lanjutan

J/(mol·K)
Akan disesuaikan berdasarkan unit yang dipilih

Memahami Persamaan Keadaan

Persamaan keadaan (EOS) menerangkan hubungan antara tekanan, isipadu, suhu, dan kuantiti cecair. Ia penting untuk pengiraan termodinamik dalam kejuruteraan kimia, fizik, dan bidang berkaitan.

Persamaan Keadaan Umum

Hukum Gas Ideal: 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)))

Setiap persamaan keadaan mempunyai aplikasi tertentu bergantung pada tekanan, suhu, dan jenis cecair.

Faktor Mampatan (Z)

Faktor mampatan Z = PV/nRT mengukur penyimpangan dari tingkah laku gas ideal. Untuk gas ideal, Z = 1. Cecair sebenar biasanya mempunyai Z ≠ 1, terutamanya pada tekanan tinggi atau berhampiran titik kritikal.

Sifat Kritikal

Titik kritikal mewakili keadaan di mana fasa cecair dan gas menjadi tidak dapat dibezakan. Sifat kritikal (Tc, Pc) adalah parameter penting dalam kebanyakan persamaan keadaan dan berbeza mengikut bahan.

Penafian: Kalkulator ini menyediakan anggaran berdasarkan persamaan termodinamik yang ditetapkan. Keputusan mungkin berbeza daripada data eksperimen, terutamanya berhampiran keadaan kritikal atau pada tekanan melampau. Untuk aplikasi kritikal, sentiasa sahkan dengan pengukuran makmal atau alat pemodelan yang lebih canggih.

Apakah Kalkulator Persamaan Keadaan (EOS)?

Kalkulator EOS adalah alat praktikal yang digunakan untuk mengira sifat termodinamik gas dan cecair berdasarkan model saintifik yang dikenali sebagai persamaan keadaan. Ia membantu pengguna menentukan hubungan antara tekanan, isipadu, suhu, dan mol sesuatu bahan, menyokong analisis dalam kejuruteraan, fizik, dan pemprosesan kimia.

Dengan sokongan untuk pelbagai model gas sebenar seperti Van der Waals, Peng-Robinson, dan Hukum Gas Ideal, kalkulator ini melangkaui anggaran mudah. Ia membantu meramalkan tingkah laku gas di bawah pelbagai keadaan, terutamanya apabila andaian ideal tidak mencukupi.

Hukum Gas Ideal: 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)))

Ciri Utama

  • Pilih daripada pelbagai persamaan keadaan untuk pemodelan yang tepat.
  • Pilih daripada cecair biasa atau masukkan sifat kritikal tersuai.
  • Kira tekanan, isipadu, suhu, atau sifat termodinamik penuh.
  • Menyokong penukaran unit merentasi sistem SI, bar, kejuruteraan, dan Inggeris.
  • Memaparkan faktor mampatan (Z) dan penyimpangan daripada tingkah laku gas ideal.
  • Derivasi persamaan langkah demi langkah untuk pemahaman yang lebih mendalam.

Cara Menggunakan Kalkulator EOS

  1. Pilih Persamaan Keadaan: Pilih daripada pilihan seperti Gas Ideal, Van der Waals, atau Peng-Robinson.
  2. Pilih Mod Pengiraan: Tentukan sama ada anda ingin mengira tekanan, isipadu, suhu, atau sifat-sifat lain.
  3. Pilih Cecair: Pilih cecair (contohnya, metana, oksigen) atau masukkan nilai tersuai.
  4. Masukkan Pembolehubah Keadaan: Masukkan nilai yang diketahui seperti tekanan, isipadu, suhu, dan bilangan mol.
  5. Selaraskan Tetapan Lanjutan: Aktifkan paparan derivasi atau laraskan pemalar gas jika perlu.
  6. Klik "Kira": Lihat hasil termasuk output utama, sifat sekunder, faktor Z, dan penyimpangan.

Mengapa Kalkulator Ini Berguna

Sama ada anda bekerja pada pemodelan saluran paip gas, mereka bentuk reaktor kimia, atau sekadar mempelajari hukum gas, alat ini mempermudah pengiraan termodinamik yang kompleks. Ia berfungsi sebagai kalkulator hubungan tekanan-isipadu, penilai mol dan tingkah laku gas, dan juga menawarkan pemeriksa faktor mampatan.

Berbeza dengan alat lain seperti Kalkulator Kerja untuk penilaian masa kerja atau Kalkulator Penurunan Voltan untuk perancangan elektrik, kalkulator EOS ini mengkhususkan diri dalam sifat termodinamik cecair. Ia sangat berguna apabila kesan gas sebenar perlu dipertimbangkan, serupa dengan bagaimana Kalkulator Indeks Haba membantu menilai suhu yang dirasakan akibat kelembapan dan tahap haba.

Soalan Lazim

Apakah Persamaan Keadaan (EOS)?

EOS adalah model matematik yang menerangkan hubungan antara tekanan, isipadu, suhu, dan jumlah gas. Ia membantu meramalkan tingkah laku cecair di bawah pelbagai keadaan.

Bila saya perlu menggunakan persamaan gas sebenar dan bukannya Hukum Gas Ideal?

Jika keadaan anda melibatkan tekanan tinggi, suhu rendah, atau cecair berada berhampiran titik kritikalnya, model gas sebenar seperti Peng-Robinson atau Redlich-Kwong akan memberikan hasil yang lebih tepat.

Apa yang ditunjukkan oleh faktor mampatan Z?

Z menunjukkan sejauh mana gas sebenar menyimpang daripada tingkah laku ideal. Z = 1 bermaksud tingkah laku gas ideal. Nilai di atas atau di bawah 1 menunjukkan daya molekul yang menolak atau menarik.

Bolehkah saya menggunakan kalkulator ini untuk cecair?

Alat ini dioptimumkan untuk gas dan cecair superkritikal. Walaupun beberapa persamaan menyokong fasa padat, hasil untuk cecair mungkin kurang tepat.

Adakah ini berguna untuk tujuan pendidikan?

Ya, derivasi langkah demi langkah dan hasil dinamik menjadikannya ideal untuk pembelajaran dan pemahaman hukum gas serta tingkah laku gas sebenar.

Kesimpulan

Kalkulator EOS adalah sumber yang berguna untuk pelajar, jurutera, dan profesional yang bekerja dengan gas. Ia mempermudah analisis termodinamik dengan menawarkan pelbagai model dan hasil yang tepat. Sama ada anda mengira tekanan gas atau menilai faktor mampatan, alat ini membantu anda membuat keputusan yang tepat dalam dinamik gas dan cecair.