Mit:
- a als Wechselwirkungsenergie zwischen Molekülen
- b als Volumen der Moleküle
Diese Gleichung ermöglicht eine wesentlich bessere Vorhersage des realen Gasverhaltens in der Praxis. Jedes Gas (oder Gemisch) hat einen anderen Koeffizienten. Wenn die Moleküle nicht interagieren (a = 0) und keinen Raum einnehmen (b = 0), ergibt sich wieder das ideale Gasgesetz.
Das ideale Gasgesetz - Benedict-Webb-Rubin Gleichung
Die in Fluidat verwendete Zustandsgleichung basiert auf einer fortgeschritteneren virialen Zustandsgleichung (einem Ausdruck eines Systems aus der statistischen Mechanik, das in der Regel ein System im Gleichgewicht als Leistungsreihe von Teilcheninteraktionen beschreibt). Es wird die Benedict-Webb-Rubin-Gleichung genutzt, benannt nach den drei Forschern (M. Benedict-Webb-Rubin, G. B. Webb und L. C. Rubin), die im Forschungslabor von M. W. Kellogg Limited arbeiten und das Modell bestimmt haben.
Aus dieser Zustandsgleichung lässt sich das nicht-ideale Verhalten von Fluiden ableiten, ein notwendiger Input für die Berechnung physikalischer Größen wie:
- Dichte
- Wärmekapazität
- Wärmeleitung
- Viskosität
- Dampfdruck
Die Benedict-Webb-Rubin-Gleichungen werden mit Hilfe von intrinsischen Eigenschaften wie Molmasse, kritischen Eigenschaften, Polarität, azentrischer Faktor und anderen Parametern berechnet. Diese intrinsischen Eigenschaften charakterisieren das Fluid, unter Berücksichtigung von Effekten wie Kompressibilität, variablen spezifische Wärmekapazitäten und Van der Waals-Kräfte. Diese Eigenschaften beeinflussen die physikalischen Eigenschaften eines Fluids.
Beispielsweise beeinflusst der azentrische Faktor (die Form des Moleküls) die Viskosität großer Kohlenwasserstoffmoleküle. Und die kritischen Eigenschaften sind für die Berechnung der reduzierten (oder normalisierten) Eigenschaften am wichtigsten; alle Berechnungen, die in den Benedict-Webb-Rubin-Gleichungen durchgeführt werden, basieren auf reduzierten Eigenschaften, was zu einem universellen Gasmodell führt. Die reduzierten Eigenschaften werden berechnet, indem die tatsächlichen Eigenschaften des Zustands durch die kritischen Eigenschaften dividiert werden (z. B. Pr=P/Pc, wo Pr der reduzierte Druck ist and Pc den kritischen Druck bezeichnet).
Die Benedict-Webb-Rubin-Gleichung ist im Grunde genommen ein Modell zur Ableitung des Kompressibilitätsfaktors (der Abweichung von der Idealität) von Fluiden: