Kalkulačka EOS

Autor: Henrick Yau
- July 21, 2026
| |

Kalkulačka EOS

Vypočítejte termodynamické vlastnosti plynů a kapalin pomocí různých stavových rovnic (EOS). Tato kalkulačka pomáhá inženýrům, vědcům a studentům určit vztahy mezi tlakem, objemem a teplotou a odvodit další termodynamické vlastnosti.

Výběr rovnice

Vlastnosti tekutiny

Stavové proměnné

kPa
l
Molární objem (objem na mol)
K
mol

Pokročilá nastavení

J/(mol·K)
Bude upraveno podle vybraných jednotek

Porozumění stavovým rovnicím

Stavové rovnice (EOS) popisují vztah mezi tlakem, objemem, teplotou a množstvím tekutiny. Jsou nezbytné pro termodynamické výpočty v chemickém inženýrství, fyzice a příbuzných oborech.

Běžné stavové rovnice

Ideální plynový zákon: PV = nRT

Van der Waalsova: (P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Redlichova-Kwongova: P = (RT/(V-b)) - (a/(T^(1/2)V(V+b)))

Pengova-Robinsonova: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V²+2bV-b²))

Soaveova-Redlichova-Kwongova: P = (RT/(V-b)) - (a·α(T)/(V(V+b)))

Každá stavová rovnice má specifické použití v závislosti na tlaku, teplotě a typu tekutiny.

Kompresibilitní faktor (Z)

Kompresibilitní faktor Z = PV/nRT měří odchylku od chování ideálního plynu. Pro ideální plyny je Z = 1. Reálné tekutiny mají typicky Z ≠ 1, zejména při vysokých tlacích nebo v blízkosti kritických bodů.

Kritické vlastnosti

Kritický bod představuje podmínky, kdy se kapalná a plynná fáze stávají nerozlišitelnými. Kritické vlastnosti (Tc, Pc) jsou základními parametry ve většině stavových rovnic a liší se podle látky.

Upozornění: Tato kalkulačka poskytuje odhady založené na zavedených termodynamických rovnicích. Výsledky se mohou lišit od experimentálních dat, zejména v blízkosti kritických podmínek nebo při extrémních tlacích. Pro kritické aplikace vždy ověřte laboratorními měřeními nebo sofistikovanějšími modelovacími nástroji.

Co je to kalkulačka stavové rovnice (EOS)?

Kalkulačka EOS je praktický nástroj pro výpočet termodynamických vlastností plynů a tekutin na základě zavedených vědeckých modelů známých jako stavové rovnice. Pomáhá uživatelům určit vztahy mezi tlakem, objemem, teplotou a látkovým množstvím látky a podporuje analýzy v inženýrství, fyzice a chemickém zpracování.

Díky podpoře více modelů reálných plynů, jako jsou Van der Waalsova, Peng-Robinsonova a stavová rovnice ideálního plynu, tato kalkulačka překračuje rámec jednoduchých odhadů. Pomáhá předpovídat chování plynu za různých podmínek, zejména tam, kde ideální předpoklady selhávají.

Stavová rovnice ideálního plynu: pV = nRT

Van der Waalsova rovnice: (p + a(n/V)²)(V - nb) = nRT

Redlichova–Kwongova rovnice: p = (RT/(V - b)) - (a/(T0,5V(V + b)))

Peng-Robinsonova rovnice: p = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V² + 2bV - b²))

Soaveova–Redlichova–Kwongova rovnice: p = (RT/(V - b)) - (a·α(T)/(V(V + b)))

Klíčové vlastnosti

  • Výběr z více stavových rovnic pro přesné modelování.
  • Volba běžných tekutin nebo zadání vlastních kritických vlastností.
  • Výpočet tlaku, objemu, teploty nebo úplných termodynamických vlastností.
  • Podpora převodů jednotek v soustavách SI, bar, technické a anglické soustavě.
  • Zobrazení kompresibilitního faktoru (Z) a odchylky od chování ideálního plynu.
  • Postupné odvozování rovnic pro hlubší pochopení.

Jak používat kalkulačku EOS

  1. Zvolte stavovou rovnici: Vyberte z možností jako ideální plyn, Van der Waals nebo Peng-Robinson.
  2. Vyberte režim výpočtu: Rozhodněte se, zda chcete vypočítat tlak, objem, teplotu nebo vlastnosti.
  3. Zvolte tekutinu: Vyberte tekutinu (např. metan, kyslík) nebo zadejte vlastní hodnoty.
  4. Zadejte stavové veličiny: Zadejte známé hodnoty, jako je tlak, objem, teplota a látkové množství.
  5. Upravte pokročilá nastavení: V případě potřeby povolte zobrazení odvození nebo upravte plynovou konstantu.
  6. Klikněte na "Vypočítat": Zobrazte výsledky včetně primárního výstupu, sekundárních vlastností, Z-faktoru a odchylek.

Proč je tato kalkulačka užitečná

Ať už pracujete na modelování plynovodů, navrhujete chemické reaktory nebo se jednoduše učíte o plynových zákonech, tento nástroj zjednodušuje složité termodynamické výpočty. Slouží jako kalkulačka vztahu tlaku a objemu, vyhodnocovač látkového množství a chování plynu a dokonce nabízí kontrolu kompresibilitního faktoru.

Na rozdíl od jiných nástrojů, jako je kalkulačka práce pro odhad pracovní doby nebo kalkulačka úbytku napětí pro elektrické plánování, se tato kalkulačka EOS specializuje na termodynamické vlastnosti tekutin. Je obzvláště cenná, když je třeba zohlednit efekty reálného plynu, podobně jako kalkulačka tepelného indexu pomáhá posoudit pocitovou teplotu v důsledku vlhkosti a úrovně tepla.

Často kladené otázky

Co je to stavová rovnice (EOS)?

Stavová rovnice je matematický model popisující vztah mezi tlakem, objemem, teplotou a množstvím plynu. Pomáhá předpovídat chování tekutiny za různých podmínek.

Kdy bych měl použít rovnici reálného plynu místo stavové rovnice ideálního plynu?

Pokud vaše podmínky zahrnují vysoké tlaky, nízké teploty nebo se tekutina blíží svému kritickému bodu, modely reálného plynu jako Peng-Robinson nebo Redlich-Kwong poskytnou přesnější výsledky.

Co indikuje kompresibilitní faktor Z?

Z ukazuje, jak moc se reálný plyn odchyluje od ideálního chování. Z = 1 znamená chování ideálního plynu. Hodnoty nad nebo pod 1 indikují odpudivé nebo přitažlivé mezimolekulární síly.

Mohu tuto kalkulačku použít pro kapaliny?

Tento nástroj je optimalizován pro plyny a superkritické tekutiny. Zatímco některé rovnice podporují husté fáze, výsledky pro kapaliny mohou být méně přesné.

Je to užitečné pro vzdělávací účely?

Ano, postupná odvození a dynamické výsledky z něj činí ideální nástroj pro učení a pochopení plynových zákonů a chování reálných plynů.

Závěr

Kalkulačka EOS je užitečným zdrojem pro studenty, inženýry a profesionály pracující s plyny. Zefektivňuje termodynamickou analýzu tím, že nabízí více modelů a přesné výsledky. Ať už počítáte tlak plynu nebo posuzujete kompresibilitní faktor, tento nástroj vám pomáhá činit informovaná rozhodnutí v oblasti dynamiky plynů a tekutin.