非中心因子

非中心係数 ωは、1955年にケネス・ピッツァーによって導入された概念的な数値であり、流体の記述に有用であることが証明されています。^{[1]これは、}分子量、臨界温度、臨界圧力、臨界体積（または臨界圧縮率）などの他の状態記述パラメータとともに、単一および純粋な成分の相特性評価の標準となっています。非中心係数は、分子の非球形性（中心性）の尺度であるとも言われています。^[2]

ピッツァーはωを次の関係から 定義した。

${\displaystyle \omega =-\log _{10}(p_{\text{r}}^{\text{sat}})-1{\text{ }}T_{\text{r}}=0.7 の場合、}$

ここで は 換算飽和蒸気圧、 は 換算温度である。^[3]${\displaystyle p_{\text{r}}^{\text{sat}}=p^{\text{sat}}/p_{c}}$${\displaystyle T_{\text{r}}=T/T_{c}}$

ピッツァーは、さまざまな純物質の蒸気圧曲線を研究してこの係数を開発しました。熱力学的には、純物質の蒸気圧曲線は、クラウジウス・クラペイロンの式を使用して数学的に記述できます。

積分形の方程式は主に蒸気圧データを数学的に得るために使用されます。この積分バージョンは、蒸気圧の対数と絶対温度の逆数の関係がほぼ直線であることを示しています。^[1]

一連の流体では、非中心係数が増加すると、蒸気曲線が「引き下げられ」、沸点が高くなります。多くの単原子流体では、になります。多くの場合、 は大気圧での液体の沸点よりも高くなります。 ${\displaystyle p_{\text{r}}^{\text{sat}}\approx 0.1}$${\displaystyle T_{\text{r}}=0.7,}$${\displaystyle \omega \to 0}$${\displaystyle T_{\text{r}}=0.7}$

ωの値は、正確な実験的蒸気圧データから任意の流体に対して決定できます。ωの定義では、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガス に対してゼロに近い値になります。また、ほぼ球形の分子に対してもゼロに非常に近くなります。^[2] ω ≤ −1の値は、臨界圧力を超える蒸気圧に対応し、非物理的です。 ${\displaystyle \omega}$

非中心因子は、いくつかの状態方程式から解析的に予測することができます。例えば、上記の定義から、ファンデルワールス流体の非中心因子は約-0.302024であることが簡単に示されます。これを実際のシステムに適用すると、小さな超球状分子であることがわかります。^[4]

• 状態方程式
• 圧力の軽減
• 温度を下げる