標準狀態狀態函數中熱力學能U及焓H和吉布斯自由能G等熱力學函數的絕對值是無法確定的。為了便于比較不同狀態時它們的相對值，需要規定一個狀態作為比較的標準。所謂標準狀態，是在指定溫度T和標準壓力p下該物質的狀態，簡稱標準態。對具體系統而言，純理想氣體的標準態是該氣體處于標準壓力p(100kPa)下的狀態；［1混合理想氣體的標準態是指任一氣體組分的分壓力為p的狀態；純液體(或純固體)物質的標準態是標準壓力p下的純液體(或純固體)。溶液中溶質的標準態，是在指定溫度T和標準壓力p,質量摩爾濃度1mol/kg的狀態。因壓力對液體和固體的體積影響恒很小，故可將溶質的標準態濃度改用c=1mol/L代替。應當注意的是，由于標準態只規定了壓力p，而沒有指定溫度，所以與溫度有關的狀態函數的標準狀態應注明溫度。為了便于比較，國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)推薦選擇273.15K(0°C)作為參考溫度。需要注意的是，在1982年以前，IUPAC曾經采用101.325kPa作為標準狀態的壓力。從手冊或專著查閱熱力學數據時，應注意其規定的標準狀態，以免造成數據誤用。1《石油化工自動化儀表選型設計規范》P8以及1954年第十屆國際計量大會(CGPM)定義標準狀態為：0攝氏度，0.101MPa；2《自動檢測技術與裝置(張宏建主編)》P204以及《天然氣流量的標準孔板計算方法》定義標準狀態為：溫度293.15K(20C),壓力101.325KPa；3國際標準化組織和美國國家標準規定以溫度288.15K(15C)，壓力101.325KPa作為計量氣體體積流量的標態。在溫度壓力不太高時，可以用理想氣體狀態方程粗算：V0=V1*P1*T0/P0/T1其中，P1、T1、V1和PO、TO、V0分別是實際工況和標準狀況下的壓力溫度和體積；若要比較精確的結果，需要進一步校正。再查一下氣體的壓縮系數，修正一下就可以了什么是氣體的壓縮系數？答：氣體壓縮系數Compressibilitycoefficient,也稱壓縮因子Compressibilityfactor。是實際氣體性質與理想氣體性質偏差的修正值。通常用Z表示，Z=Pv/RT=Pv/RT；Z也可以認為是mu實際氣體比容v(v)對理想氣體比容v的比值；Z=v/v；v=RT/P。其中，P是氣actualidealactualidealideal體的絕對壓力；v是摩爾體積；R是通用氣體常數；R=R/M；R是氣體的摩爾氣體常數；T是熱力muu學溫度。Z偏離1越遠，氣體性質偏離理想氣體性質越遠。Z在實際氣體狀態方程中出現。凡在氣體流量的計算中必然要考慮壓縮系數。在壓力不太高、溫度較高、密度較小的參數范圍內，按理想氣體計算能滿足一般工程計算精度的需要，使用理想氣體狀態方程就可以了，此時壓縮系數等于1。但是在較高壓力、較低溫度或者要求高準確度計算，需要使用實際氣體狀態方程，在計量氣體流量時由于要求計算準確度較高，通常需要考慮壓縮系數。隨著對氣體狀態方程準確度要求提高，在百余年來實際氣體狀態方程出現了許多不同形式，對壓縮系數也有不同的表述。比較有名的是范德瓦爾狀態方程和維里狀態方程。求得壓縮系數的方法：1)查表法，對比態參數在圖表上查得。已有的圖表是通過試驗對不同氣體測得P、V、T(分別是壓力、比容、溫度)數據和相應的臨界參數P、v、T、計算得到對比參數P、v、T繪制的Z--P、cccrrrrv圖。Z是固定的，如圖1，Z固定為0.27。rcC圖1通用氣體壓縮系數,縱坐標Z，橫坐標是Pr式中，P是臨界壓力，T是臨界溫度，隨物質不同而不同；對比壓力P、對比溫度T根據測量的ccrr壓力、溫度和臨界壓力、溫度計算；P=P/P；T=T/T；zc為臨界點處實際氣體的壓縮因子，稱rcrc為臨界壓縮因子。實驗表明，臨界壓縮因子zc數值相近的各種氣體，可以認為具有相似的熱力學性質，即在相同的對比壓力pr及對比溫度Tr下，它們的對比比體積vr的數值基本相同，都可以表示為vr=f(pr,Tr)。于是壓縮因子還可以表示為對于臨界壓縮因子zc有相同數值的氣體，當它們的對比參數pr及Tr相同，即處于對應狀態時，它們壓縮因子z具有相同的數值。于是，如果把壓縮因子z隨狀態變化的實驗關系整理成z與對比參數pr及Tr的關系，并表示成如圖1所示的圖線，就可以用于所有具有相同臨界壓縮因子zc的氣體，直接按其狀態所對應的pr、Tr的值，由圖上查取該狀態下壓縮因子z的數值。因而這種表示z與pr、Tr關系的線圖稱為通用壓縮因子圖。各種氣體臨界壓縮因子的數值大致在0.23?0.31的范圍內，而60%的烴類氣體的zc在0.27左右，故最常見的通用壓縮因子圖為zc-0.27的線圖。該圖也常用于zc不等于0.27的氣體的近似計算，當用于zc=0.26?0.28的各種氣體時，除臨界點附近的狀態外，所得z的數值的誤差小于5%。此外，對于一些沒有詳細物性數據的氣體，采用通用壓縮因子圖估算其狀態變化關系有很大的實用價值。如果在氣體的狀態變化范圍內，壓縮因子z的數值在0.95?1.05的范圍內，則可當作理想氣體處理。在臨界壓縮因子z數值相同的條件下，如果已知T及P,就可應用通用熱力性crr質圖查出相應的偏差來。在應用通用熱力性質圖時，應注意該圖的臨界壓縮因子z的數值。顯C然，使用非同組的壓縮因子圖，會帶來較大的誤差。計算法根據維里狀態方程其中，3是對比密度，3=P/P；T是對比溫度，T=T/T；b是維里系數，cci,j對于空氣，b使用下表，b是維里系數i,ji,j對于天然氣，按照AGA8/1992andISO-12213-2/1997，天然氣的z系數計算其中，Pm是天然氣的莫爾密度，Pr是對比密度，B是第二維里系數，C*是溫度從屬系數n(emperaturedependentcoefficients),bn,cn和kn是IS0T2213-2/1997.給的狀態方程的參數，Pm是莫爾密度，Pr是對