ГОСТ Р 8.662—2009
использовать температуру и давление. В таком случае сначала необходимо преобразовывать эти
параметры состояния в температуру и плотность.
В настоящем стандарте представлены уравнения, в которых свободная энергия Гельмгольца вы
ражается как функция плотности, температуры и состава смеси; по этим уравнениям термодинамичес
кие свойства выражают через свободную энергию Гельмгольца и ее производные по температуре и
плотности.
В настоящем методе используют результаты детального анализа молярного состава смеси, то
есть должны быть указаны все компоненты, присутствующие в смеси в количествах, превышающих
0.00005 молярной доли (50 миллионных частей молярной доли)’».Для типичного природного газа такой
анализ должен включать алканы, примерно до С7 или Са, совместно с азотом, диоксидом углерода и ге
лием. Обычно изомеры алканов свыше Cs объединяют с нормальными изомерами с учетом молярной
массы.
Для некоторых природных газов следует учитывать дополнительные компоненты, такие как угле
водороды С9 и С10, водяной пар и сероводород. Для коммунально-бытовых газов необходимо учиты
вать наличие водорода и окиси углерода.
В настоящем методе используют результаты анализа компонентного состава, рассчитанного на
21 компонент. Эти компоненты могут присутствовать в природном газе в качестве основных или второ
степенныхсоставляющих (6.2). Любой «следовой» компонент, который не входит в число 21 определяе
мого. можно приблизительно учитывать совместно с определяемым компонентом.
4.2 Фундаментальное уравнение состояния для свободной энергии Гельмгольца
4.2.1 Исходные положения
П р и м е ч а н и е — Исходные положения дпя фундаментального уравнения состояния для свободной
энергии Гельмгольца приведены а приложении А.
4.2.2 Свободная энергия Гельмгольца
Свободную энергию Гельмгольца /гомогенной газовой смеси при заданных давлении и темпера
туре выражают как сумму идеально-газовой составляющей /„ и неидеальной составляющей /„ характе
ризующей поведение реального газа, согласно уравнению
f(p,T.X) = fQ(p, Т. X) ♦ fr(p, Т, X).(1)
которое при безразмерном представлении свободной энергии в виде <р= ft(R 7) преобразуют в уравне
ние
<р(5.т.Х)= % (5.т,Х)* Ф, (б.т,Х).(2)
где X — вектор молярныхдолей смеси;
г — обратная (безразмерная) относительная температура, связанная с температурой Г по соотно
шению
г = L/T.
(
3
)
где L = 1 К.
Поскольку, согласно статистической термодинамике, свободная энергия Гельмгольца представ
ляет собой непосредственный результат числа и типов молекулярных взаимодействий в смеси и явля
ется тем самым непосредственной функцией молярной плотности и молярныхдолей молекул в смеси, в
уравнения (1) и (2) в качестве входных переменных записывают соответственно р — молярную плот
ность ий— относительную плотность, а не давление р.
Относительную плотность 6связывают с молярной плотностью р по уравнению
б = К 3 р.(4)
где К — смесевой параметр размера.
Идеально-газовую составляющую ф0 относительной свободной энергии Гельмгольца получают из
уравнений для идеально-газовой изобарной теплоемкости (4.2.2) и избыточной составляющейиз
уравнения состояния AGA8 (4.2.3).
ч млн-1— несистемная единица.
5