封闭系统中液体热膨胀压力计算

各位大神，有一个问题一直找不到计算方式
在一个密闭的容器中充满水，对水进行加热，水受热膨胀而密闭容器限制其膨胀，从而容器受压，请问这压力值通过什么方式去计算？

PV=nRT
P是压强，V是体积，n是物质的量，R是常数，T是热力学温度

这叫克拉伯龙方程： PV=(m/m)RT P是气体的压强，单位为帕 V是气体的体积 m是气体的质量 M是气体的摩尔质量，（m/M)为摩尔数。 R是气体普适恒量，R=8.31J/mol T 是气体的温度，单位为开尔文。

kareale88 发表于 2020-02-18 21:57
PV=nRT
P是压强，V是体积，n是物质的量，R是常数，T是热力学温度

这适用在理想气体，液体不适用吧？

水的膨胀系数，容器尺寸，金属弹性模量，泊松系数

可以通过PR方程来进行计算。
这个问题可以简化为已知温度和摩尔体积，计算压力。

kareale88 发表于 2020-2-18 21:57
这叫克拉伯龙方程： PV=(m/m)RT P是气体的压强，单位为帕 V是气体的体积 m是气体的质量 M是气体的摩尔质量 ...

所答非所问

2005011lcj 发表于 2021-3-2 16:42
可以通过PR方程来进行计算。
这个问题可以简化为已知温度和摩尔体积，计算压力。

所答非所问

xyq1983 发表于 2021-3-4 11:09
所答非所问

不知道为什么说 我答非所问，咱也不知道，咱也不敢问。

那我换另外一种方法回答吧。
假设在常温常压下（20℃，表压为0）一个容器中充满了水，此时水的密度约为998.2kg/m3.
因为是密闭容器，其体积和质量均未变，可认为水的密度也保持不变，所以此时水的密度还是998.2kg/m3

现在容器中水的温度逐步升高到40℃。在化工计算app 的 制冷剂物性 功能中，需要不断调整压力去计算，使得计算的密度不断接近998.2kg/m3，即为此时的压力。此时压力约为14MPa（表压）。

和液体膨胀系数没有关系吗？
不太懂
下面是PR方程，PR 方程不是计算VLE平衡的吗？

alex4587 发表于 2021-2-25 17:00
水的膨胀系数，容器尺寸，金属弹性模量，泊松系数

感觉你说的对

xyq1983 发表于 2021-3-4 13:14
和液体膨胀系数没有关系吗？
不太懂
下面是PR方程，PR 方程不是计算VLE平衡的吗？

PR方程是可以计算汽液平衡，但是也可以计算纯物质的摩尔体积、焓值、熵等。
我仔细想了一下，PR方程可能不适合计算本题，因为PR方程在液体密度的计算上准确度不高。
不过化工计算app中采用PR方程计算得到的液体密度是经过修正了的。

都已经是密闭容器了，液体还怎么膨胀呢？
我给出的计算结果是非常理想化的，认为容器不会膨胀，也不会漏水。
但是实际上温度升高，容器自身也会有极其微小的膨胀。阀门关闭不严，也会漏微量的水，特别是压力这么大的情况下。

大哥，还没想明白？

2005011lcj 发表于 2021-3-4 14:49
PR方程是可以计算汽液平衡，但是也可以计算纯物质的摩尔体积、焓值、熵等。
我仔细想了一下，PR方程可能 ...

液体膨胀，不同温度下比容不同，不可压缩，膨胀力无限大膨胀引起的形变，弹性模量要匹配设备设计的参数。
不太懂，瞎说，只是感觉是这样

kareale88 发表于 2020-2-18 21:57
PV=nRT
P是压强，V是体积，n是物质的量，R是常数，T是热力学温度

这个是理想气体状态方程，不适用于液体。也不适用于高压气体。

密闭容器内水加热时，考虑两种情况，这两种情况可能同时存在
1- 水蒸气的产生，气相压力升高，从而使得整个容器内压力升高。尤其在100°C以上时。
2- 水本身受热以后，密度发生变化（由于4℃水密度最大，此处假设水温度高于4°C，则其密度变小），液体的水体积增加
此处又分为两种情况，这两种情况不会同时存在。
1- 容器是弹性壁，体积随着水的体积增加而增加，水体积扩展对容器内壁做功，根据能量守恒可以估算受力
2 - 容器是刚性壁，这种情况，看看大神们怎么处理吧