محاسبه ضرایب ویریال و فوگاسیته آب سنگین با استفاده معادلات حالت جدید تعمیم یافته

جای گزینی هیدروژن با دوتریم در مولکول های آب سبک و تشکیل آب سنگین باعث تغییر سطح انرژی پیوندهای مولکولی شده و از این رو منجر به خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی، هسته ای و بیولوژیکی می شود. از آن جا که معادله حالت ابزار مهم و مناسبی برای بررسی رفتار ترموفیزیکی مواد و پیش ‌بینی آن ها در شرایط مختلف به لحاظ فشار، دما و حجم است، بنابراین پژوهش حاضر بر آن است تا با توجه به اهمیت آب سنگین و نقش آن در پژوهش های مختلف به ویژه دانش هسته ای و کاربرد این ماده در پزشکی و صنعت، ضرایب فوگاسیته و ویریال این ماده را با استفاده از معادلات حالت جدید تعمیم یافته محاسبه نموده و با مقایسه نتایج به دست آمده با داده ‌های تجربی، ارزیابی دقیقی از معادلات به کار رفته داشته باشد. معادلات تعمیم یافته در این کار عبارتند از تعمیم دادن معادلات مبتنی بر معادله حالت ردلیچ- وانگ (rk) و دیتریسی (d). بررسی ها نشان می دهد تعمیم یافتگی باعث بهبود یافتن نتایج ضریب دوم ویریال در زیر دمای بحرانی شده است؛ این مسئله در معادله rk موثرتر بوده و نتایج بهتری در انطباق با داده های تجربی دارد. اما در مورد فوگاسیته، تعمیم یافتگی سبب بهبود نتایج در معادله d و انحراف بیش تر نتایج در مورد معادله rk شده است. نتایج نشان می دهد در زیر دمای بحرانی مدل های واندروالس و دیتریسی پیش ‌بینی مناسبی از رفتار ضریب سوم ویریال نشان نمی دهند و از این رو باید برای پیش ‌بینی کمّی و کیفی رفتار آن ها در بازه دمایی فوق از مدل های دیگری استفاده نمود.

calculation of the virial and fugacity coefficients of heavy water using new generalized equation of state

by replacing hydrogen with deuterium in water molecules, the energy level of molecular bonds changes which cause different physical, chemical, nuclear, and biological properties. owing to that, the equation of state (eos) is an important and appropriate tool for studying the thermophysical behavior of materials and predicting them in different conditions in terms of pressure, temperature, and volume. due to the importance of heavy water and its role in various researches, especially nuclear research and its application in medicine and industry, the present work aims to calculate the fugacity and virial coefficients of this material using the new generalized state equations and to compare the results obtained with experimental data to have an accurate evaluation of the equations used. the generalized equations in this research include the generalization of the equations based on the redlich-kwong equation (rk) and the dietrici equation (d). the studies showed that generalization improves the results of the second virial coefficient below the critical temperature, which is more effective in the rk equation and leads to appropriate results according to the experimental data. however, in the case of fugacity, generalization improves the results in equation d and further deviates the results in the rk equation. the results show that below the critical temperature, the van der waals and dietrici models do not offer a good prediction of the behavior of the third virial coefficient. therefore, more other models should be used to predict their behavior quantitatively and qualitatively.