Fattore di comprimibilità

Diagramma generalizzato del fattore di compressibilità.

In termodinamica si definisce fattore di comprimibilità la grandezza:[1]

${\displaystyle Z={\frac {P{\tilde {V}}}{RT}}}$

dove:

• ${\displaystyle P}$ è la pressione
• ${\displaystyle {\tilde {V}}}$ è il volume molare
• ${\displaystyle R}$ è la costante universale dei gas
• ${\displaystyle T}$ è la temperatura assoluta.

Il fattore di comprimibilità ${\displaystyle Z}$ è una quantità adimensionale. Le unità di misura da adottare per la pressione e il volume molare devono essere coerenti con le unità di misura scelte per ${\displaystyle R}$. Ad esempio, scegliendo ${\displaystyle R}$ pari a 8,314472 J K^−1 mol^−1, la pressione sarà espressa in pascal e il volume molare in m^3 mol^−1.

Il fattore di comprimibilità è utilizzato nelle equazioni di stato dei gas reali. Nei gas ideali è per definizione uguale a 1 indipendentemente da pressione e temperatura.[2] Nei gas reali può risultare ${\displaystyle Z<1,\,Z=1}$ o ${\displaystyle Z>1}$ a seconda dello specifico gas considerato, della pressione e della temperatura.

Il fattore di comprimibilità può essere interpretato intuitivamente come il rapporto (a parità di pressione e temperatura) tra volume occupato dal gas reale e volume che occuperebbe invece un gas ideale (volume risultante dalla legge dei gas perfetti).

Può essere determinato a partire dalle costanti ridotte (pressione ridotta e temperatura ridotta) per via grafica, utilizzando il diagramma generalizzato del fattore di compressibilità[2] (di carattere comunque indicativo), oppure per via analitica, attraverso delle correlazioni sperimentali.

Note

1. (EN) IUPAC Gold Book, "compression factor, Z"
2. (EN) Thermopedia, "Compressibility Factor"

Bibliografia

• (EN) Joseph Mauk Smith, Hendrick C. Van Ness, Michael M. Abbott, Introduction to chemical engineering thermodynamics, 6ª ed., McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-240296-2.
• (EN) Robert H. Perry, Don W. Green, James O. Maloney, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7ª ed., McGraw-Hill, 1997, ISBN 0-07-049841-5.

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