Calcolatore del fattore Z della compressibilità del gas
Il fattore di compressibilità misura quanto un gas si discosta da PV = nRT. Canone: 1×10⁶ Pa, 0,001 m³, 1 mol, 25 °C, Z = 0,4034.
Perché Z=1 è un’ipotesi, non una legge di laboratorio
A 25 °C e 10 bar molti gas non sono “quasi ideali”. Z=0,4034 nel test è un discostamento forte: se dimensionassi un serbatoio con V ideale, sbaglieresti del 60%. Questa pagina non inventa Z da T critiche: lo calcola da P,V,n,T che tu dichiari. Se V è sbagliato, Z è teatro.
R=8,314 e T in K. 25 °C non è 25 K. P=1×10⁶ Pa non è 1 Pa.
Prima di un bilancio di materia su un compressore, confronta Z a valle e a monte; qui c’è un solo stato.
Prima di iniziare
P, V, n, T. Canone 1000000 / 0,001 / 1 / 25. Selettori bar/L se ti sono comodi (10 bar, 1 L).
Casi d’uso comuni
- Audit Z=0,4034
- Confrontare con Z=1 sulla pagina ideale
- Convertire 10 bar e 1 L
- Didattica discostamento
- Vedere Z se T sale a P,V,n fissi
- Non usare aria a 1 bar come questo canone
Come utilizzare questa calcolatrice
- Pressure = 1000000 Pa (10 bar)
- Volume = 0,001 m³ (1 L)
- Moles n = 1
- Temperature (°C) = 25
- Leggi Compressibility Z = 0,4034
Procedura dettagliata passo dopo passo
Giorgia inserisce i quattro valori d’oro.
Z = (1e6 × 0,001) / (1 × 8,314 × 298,15) = 0,4034.
Controllo: se T=0 °C, T_K scende e Z sale un poco a PV fisso.
Cosa porta via: “P=1 MPa, V=0,001 m³, n=1, T=25 °C, Z=0,4034, R=8,314”.
Formula e metodo
Z = P V / (n R (T_C+273,15)) R=8,314
Canone: p 1000000, vol 0.001, n 1, tempC 25, z 0.4034.
Comprendere ogni input
Pressure: 1×10⁶ Pa.
Volume: 0,001 m³.
Moles n: 1.
Temperature (°C): 25.
Compressibility Z: 0,4034.
Ipotesi
- Un stato, R fisso, n>0, T>−273,15.
- Nessun a,b di van der Waals.
Errori comuni con Calcolatore del fattore Z della compressibilità del gas
- T in K nel campo °C
- P=10 come 10 Pa invece di 10 bar
- Z come “percentuale di purezza”
- Usare Z=0,4034 su un altro stato
Esempi realizzati
- Canone. 0,4034.
- Primary-outputs. Stesso.
- Z ideale. Stessi n,T,P ma V = nRT/P → Z=1.
- Dimezza V. Z dimezza.
- Ponte Antoine. Psat enorme d’oro non è questo 1 MPa.
Interpretare i risultati
| Campo | Cosa guardare |
|---|---|
| Z | 0,4034, minore di 1: volume minore dell’ideale a P, T, n. |
Registrazione e condivisione dei risultati
P, V, n, T, Z, selettori. Composizione del gas se nota.
Consigli pratici
- 10 bar × 1 L è uno stato denso per 1 mol: Z basso è atteso nel canone.
- Per aria a 1 bar, Z≈1: non è questo esempio.
- Non interpolare Z tra due T senza dati.
Replica sul banco e tracciabilità
Nel impianto pilota gas a Ravenna Teresa ripete i numeri d’oro (P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034) sullo stesso serbatoio da un litro a dieci bar, poi cambia un solo dato per vedere se il pannello reagisce in modo monotono. Il primo errore che cerca è trattare 10 nel selettore bar come 10 Pa. Lo strumento di confronto è manometro e termocoppia sul gas in equilibrio. Il passo successivo, quando i numeri tornano, è PV=nRT solo dopo aver deciso se Z=1 è accettabile. nRT a 298,15 K con n=1 è circa 2479 J; PV = 1000 J; 1000/2479 ≈ 0,403. Se il volume vero fosse quello ideale, Z tornerebbe 1 e il serbatoio dovrebbe essere più grande. 0,4034 non si copia su 50 °C: ricalcola.
La sessione 1 di Teresa nel impianto pilota gas a Ravenna non riusa il verbale precedente: annota data, operatore e selettori, perché un refresh cancella i campi di questo strumento. Se un collega ottiene un altro risultato su P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, confrontano etichette prima della formula. Resta un aiuto didattico sul serbatoio da un litro a dieci bar: confermare con il protocollo locale, non certificare una pubblicazione solo da questa pagina.
Teresa rilegge ad alta voce le unità accanto a P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, poi chiede se il modello usato su serbatoio da un litro a dieci bar è ancora quello del banco. Se non lo è, cambia strumento invece di stirare il numero. Sul quaderno restano valori, ipotesi e limite, così manometro e termocoppia sul gas in equilibrio e il canone si possono ripetere dopo giorni.
Nel impianto pilota gas a Ravenna Teresa ripete i numeri d’oro (P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034) sullo stesso serbatoio da un litro a dieci bar, poi cambia un solo dato per vedere se il pannello reagisce in modo monotono. Il primo errore che cerca è trattare 10 nel selettore bar come 10 Pa. Lo strumento di confronto è manometro e termocoppia sul gas in equilibrio. Il passo successivo, quando i numeri tornano, è PV=nRT solo dopo aver deciso se Z=1 è accettabile. nRT a 298,15 K con n=1 è circa 2479 J; PV = 1000 J; 1000/2479 ≈ 0,403. Se il volume vero fosse quello ideale, Z tornerebbe 1 e il serbatoio dovrebbe essere più grande. 0,4034 non si copia su 50 °C: ricalcola.
La sessione 2 di Teresa nel impianto pilota gas a Ravenna non riusa il verbale precedente: annota data, operatore e selettori, perché un refresh cancella i campi di questo strumento. Se un collega ottiene un altro risultato su P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, confrontano etichette prima della formula. Resta un aiuto didattico sul serbatoio da un litro a dieci bar: confermare con il protocollo locale, non certificare una pubblicazione solo da questa pagina.
Teresa rilegge ad alta voce le unità accanto a P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, poi chiede se il modello usato su serbatoio da un litro a dieci bar è ancora quello del banco. Se non lo è, cambia strumento invece di stirare il numero. Sul quaderno restano valori, ipotesi e limite, così manometro e termocoppia sul gas in equilibrio e il canone si possono ripetere dopo giorni.
Nel impianto pilota gas a Ravenna Teresa ripete i numeri d’oro (P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034) sullo stesso serbatoio da un litro a dieci bar, poi cambia un solo dato per vedere se il pannello reagisce in modo monotono. Il primo errore che cerca è trattare 10 nel selettore bar come 10 Pa. Lo strumento di confronto è manometro e termocoppia sul gas in equilibrio. Il passo successivo, quando i numeri tornano, è PV=nRT solo dopo aver deciso se Z=1 è accettabile. nRT a 298,15 K con n=1 è circa 2479 J; PV = 1000 J; 1000/2479 ≈ 0,403. Se il volume vero fosse quello ideale, Z tornerebbe 1 e il serbatoio dovrebbe essere più grande. 0,4034 non si copia su 50 °C: ricalcola.
La sessione 3 di Teresa nel impianto pilota gas a Ravenna non riusa il verbale precedente: annota data, operatore e selettori, perché un refresh cancella i campi di questo strumento. Se un collega ottiene un altro risultato su P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, confrontano etichette prima della formula. Resta un aiuto didattico sul serbatoio da un litro a dieci bar: confermare con il protocollo locale, non certificare una pubblicazione solo da questa pagina.
Teresa rilegge ad alta voce le unità accanto a P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, poi chiede se il modello usato su serbatoio da un litro a dieci bar è ancora quello del banco. Se non lo è, cambia strumento invece di stirare il numero. Sul quaderno restano valori, ipotesi e limite, così manometro e termocoppia sul gas in equilibrio e il canone si possono ripetere dopo giorni.
Nel impianto pilota gas a Ravenna Teresa ripete i numeri d’oro (P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034) sullo stesso serbatoio da un litro a dieci bar, poi cambia un solo dato per vedere se il pannello reagisce in modo monotono. Il primo errore che cerca è trattare 10 nel selettore bar come 10 Pa. Lo strumento di confronto è manometro e termocoppia sul gas in equilibrio. Il passo successivo, quando i numeri tornano, è PV=nRT solo dopo aver deciso se Z=1 è accettabile. nRT a 298,15 K con n=1 è circa 2479 J; PV = 1000 J; 1000/2479 ≈ 0,403. Se il volume vero fosse quello ideale, Z tornerebbe 1 e il serbatoio dovrebbe essere più grande. 0,4034 non si copia su 50 °C: ricalcola.
La sessione 4 di Teresa nel impianto pilota gas a Ravenna non riusa il verbale precedente: annota data, operatore e selettori, perché un refresh cancella i campi di questo strumento. Se un collega ottiene un altro risultato su P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, confrontano etichette prima della formula. Resta un aiuto didattico sul serbatoio da un litro a dieci bar: confermare con il protocollo locale, non certificare una pubblicazione solo da questa pagina.
Teresa rilegge ad alta voce le unità accanto a P 1×10⁶ Pa, V 0,001 m³, n 1 mol, 25 °C, Z 0,4034, poi chiede se il modello usato su serbatoio da un litro a dieci bar è ancora quello del banco. Se non lo è, cambia strumento invece di stirare il numero. Sul quaderno restano valori, ipotesi e limite, così manometro e termocoppia sul gas in equilibrio e il canone si possono ripetere dopo giorni.
Limitazioni e quando non utilizzarlo
Niente carta di Standing–Katz, niente miscele, niente equilibrio VLE.
Quando cercare un altro strumento
Gas ideale, Antoine, Nernst se sei in soluzione, non in gas compresso.