Fattore di comprimibilità

In termodinamica si definisce fattore di comprimibilità la grandezza:

Diagramma generalizzato del fattore di compressibilità.

$Z={\frac {P{\tilde {V}}}{RT}}$

dove:

• $P$ è la pressione
• ${\tilde {V}}$ è il volume molare
• $R$ è la costante universale dei gas
• $T$ è la temperatura assoluta.

Il fattore di comprimibilità $Z$ è una quantità adimensionale. Le unità di misura da adottare per la pressione e il volume molare devono essere coerenti con le unità di misura scelte per $R$. Ad esempio, scegliendo $R$ pari a 8,314472 J K⁻¹ mol⁻¹, la pressione sarà espressa in pascal e il volume molare in m³ mol⁻¹.

Il fattore di comprimibilità è utilizzato nelle equazioni di stato dei gas reali. Nei gas ideali è per definizione uguale a 1 indipendentemente da pressione e temperatura. Nei gas reali può risultare $Z<1,\,Z=1$ o $Z>1$ a seconda dello specifico gas considerato, della pressione e della temperatura.

Il fattore di comprimibilità può essere interpretato intuitivamente come il rapporto (a parità di pressione e temperatura) tra volume occupato dal gas reale e volume che occuperebbe invece un gas ideale (volume risultante dalla legge dei gas perfetti).

Può essere determinato a partire dalle costanti ridotte (pressione ridotta e temperatura ridotta) per via grafica, utilizzando il diagramma generalizzato del fattore di compressibilità (di carattere comunque indicativo), oppure per via analitica, attraverso delle correlazioni sperimentali.

Bibliografia

• (EN) Joseph Mauk Smith, Hendrick C. Van Ness, Michael M. Abbott, Introduction to chemical engineering thermodynamics, 6ª ed., McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-240296-2.
• (EN) Robert H. Perry, Don W. Green, James O. Maloney, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7ª ed., McGraw-Hill, 1997, ISBN 0-07-049841-5.

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