نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر آموزش و تحصیلات تکمیلی پژوهشگاه

2 دانشگاه پیام نور - مرکز ابهر - گروه شیمی

10.24200/nst.2021.809.1547

چکیده

جایگزینی هیدروژن با دوتریم در مولکول های آب سبک و تشکیل آب سنگین باعث تغییر سطح انرژی پیوندهای مولکولی شده و طبیعتا خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی، هسته‌ای و بیولوژیکی را موجب می‌شود. از آنجائیکه معادله حالت ابزار مهم و مناسبی برای بررسی رفتار ترموفیزیکی مواد و پیش‌بینی آن‌ها در شرایط مختلف به لحاظ فشار، دما و حجم است، لذا این کار تحقیقاتی بر آن است تا با توجه به اهمیت آب سنگین و نقش آن در تحقیقات مختلف بویژه تحقیقات هسته‌ای و کاربرد این ماده در پزشکی و صنعت، ضرایب فوگاسیته و ویریال این ماده را با استفاده از معادلات حالت جدید تعمیم‌یافته محاسبه نموده و با مقایسه نتایج بدست آمده با داده-های تجربی ارزیابی دقیقی از معادلات بکار رفته داشته باشد.‌ معادلات تعمیم‌یافته در این کار تحقیقاتی عبارتند از تعمیم دادن معادلات مبتنی بر معادله حالت ردلیچ-وانگ (RK) و دیتریسی (D). مطالعات ما نشان می‌دهد، تعمیم یافتگی باعث بهتر شدن نتایج ضریب دوم ویریال در زیر دمای بحرانی می‌شود و این مسئله در معادله RK موثرتر و نتایج بهتری در انطباق با داده‌های تجربی دارد. اما در مورد فوگاسیته تعمیم یافتگی سبب بهتر شدن نتایج در معادله D و انحراف بیشتر نتایج در مورد معادله RK شده است. مطالعات ما نشان می‌دهد در زیر دمای بحرانی مدل‌های واندروالس و دیتریسی پیش‌بینی مناسبی از رفتار ضریب سوم ویریال نشان نمی‌دهند و لذا باید برای پیش‌بینی کمی و کیفی رفتار آن‌ها در بازه دمایی فوق از مدل‌های دیگری استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calculation of the Virial and Fugacity Coefficients of Heavy Water Using New Generalized Equation of State

نویسندگان [English]

  • Mohsen Najafi 1
  • Fahimeh Jamali 2

2 Department of Chemistry, Payam Noor University, Abhar, I R Iran

چکیده [English]

The replacement of hydrogen with deuterium in water molecules, the energy level of molecular bonds changes and naturally causes different physical, chemical, nuclear and biological properties. Since the Equation of State (EOS) is an important and suitable tool for studying the thermophysical behavior of materials and predicting them in different conditions in terms of pressure, temperature and amount therefor due to the importance of heavy water and its role in various researches, especially nuclear researches and its application in medicine and industry, this research work is to calculate the fugacity and virial coefficients of this material using the new generalized state equations and to compare the results obtained with experimental data to have an accurate evaluation of the equations used. The generalized equations in this research work are to generalize the equations based on the Redlich-Kwong equation (RK) and the Dietrici equation (D). Our studies show that generalization improves the results of the second virial coefficient below the critical temperature, which is more effective in the RK equation and has better results in accordance with the experimental data. But in the case of fugacity, generalization improves the results in Equation D and further deviates the results in the RK equation. Our studies show that below the critical temperature, the van der Waals and Dietrici models do not show a good prediction of the behavior of the third virial coefficient, and therefore other models should be used to quantitatively and qualitatively predict their behavior.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heavy Water
  • Fugacity
  • Virial Coefficients
  • Redlich-Kwong equation
  • Dietrici equation