PT方程基于Excel计算纯物质的饱和性质

陈 漓

(百色学院 材料科学与工程学院，广西 百色 533000)

Patel和Teja在1982年提出了PT状态方程，通过引人第三参数c，并增加了F和ξc两个变量，可以较准确地拟合饱和液体密度，从而提高了相平衡的计算精度。在计算了一些极性和非极性纯物质的饱和气体和液体密度，其平均偏差分别为1.44%和2.94%(1070个数据点)。故此我们使用PT状态方程作为模型来计算纯物质的热力学性质并结合Microsoft Excel电子表格。

在此我们以饱和蒸气压p计算为例[1]，对于PT方程有

(1)

F与ξc两个参数，由纯物质的饱和蒸汽压与饱和密度数据关联求得，对非极性或弱极性物质也可由以下两式求得。

(2)

对于PT方程其逸度系数表达式可表示为

(3)

相关计算过程如下：首先要计算PT方程的常数a，b，c，通过给定温度T以及输入临界参数和偏心因子后计算。p的初始假设，然后同时求取汽相、液相摩尔体积，从而判别方程(2)是否满足收敛条件，如果不满足，通过调整压强p，达到方程(2)收敛目的。所得到汽相、液相摩尔体积和饱和蒸气压p，即为方程的解。上述的计算因牵涉到多次迭代等较复杂繁琐的运算，因此需要通过计算机进行计算。一般需借助计算机进行编程计算。

Excel作为Microsoft office组件之一，提供丰富公式函数计算功能，具有良好的交互界面和可视化功能，对于一些复杂热力学计算无需编程便可解决，不仅有利于课堂教学甚至在热工计算也发挥了作用[2]。

2 纯物质的饱和性质

2.1 饱和蒸汽压的迭代运算

(4)

用牛顿迭代法从式(2)中得到饱和蒸气压p的迭代式……