实验二：CO2的PVT关系测定

1、二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方式，增加对临界状态的感性熟悉。2、加深课堂教学中关于工质热力状态等大体要领的理念。3、把握CO2的P-V-T关系测定方式，学会用实验测定实际气体状态转变规律的方式和技术4、学会活塞式压力计、恒温器等部份热工仪器的正确利用方式二、实验内容1、测定CO2的P-V-T关系。在P-v图中绘出低于临界温度（t=20C）、临界温度（t=C）、高于临界温度（t=50C）的三条等温曲线，与标准实验曲线及理论计算值比较，并分析不同缘故。2、观测临界状态（1）临界状态周围汽液两相模糊的现象（2）汽液整体相变现象（3）测定CO2的tc，

2、Pc，vc等临界参数并将实验所得的值与理想气体状态方程和范得瓦耳方程的理论值比较，简述其不同缘故（CO2的标准曲线见图二）三、实验设备及原理1、整个实验装置由压力台，恒温器，实验体与防护罩三大部份组成，如图一所示。ALBUMS恒租水套7、厂图一COj试验台系统图恒温器试验舍本体压力器压力PfMPal图二标准曲线2、实验台本体如图三所示。其中1-高压容器；2-玻璃杯；3-压力油；4冰银；5-密封填料；6-填料压盖；7-恒温水套；8-承压玻璃管；9-CO2空间；10-温度计。3、对简单可紧缩热力系统，当工质处于热平稳状态时，其状态参数P-v-T之间有F（p,v，t）=0或t=f（p,v）（2-1）

3、本实验依照公式2-1，采纳定温方式来确信CO2的pvt的关系。从而找出的CO2的pvt的关系。4、实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管。CO2被紧缩，其压力和容积通过压力台上的活塞的进、退来调齐U，温度由恒温器供给的水套里的水温来调剂。5、实验工质CO2的压力由装在压力台上的压力表读出（如要提高精度可由加在活塞转盘上的平稳砝码读出，并考虑水银柱高度的修正)温度由插在恒温水套中的温度计读出。比体积第一由承压玻璃管内CO2柱的高度读数来气宇，而后再依照承压玻璃管内径截面积不变等条件换算得出。四、411軀水/披璃杯压力汕图三实验台本体M庚计

4、空间料压盖实验步骤1、实验进程注意事项：(1)实验进程中改变不同的实验压力，通度日塞压力计即可实现，改变不同实验温度通过调剂恒温器温控器(电接点温度计)实现，电接点温度计仅用于调剂温度。(2)做各条定温线时，实验压力PvlOMpa，温度tWOC3)实验中取h时，水银柱液面高度应取视线与水银柱半圆型液面中间对齐的读数4)实验中加压与减压进程必然要缓慢均匀。2、测定承压玻璃管内的质面比常数k值由于充进承压玻璃管的CO2质量不便测量，而玻璃管内径或截面积(A)又不易测准,因此实验中采纳间接方法来确信的CO2比体积，以为CO2的比体积v与其高度是线性关系，具体如下：已知CO2液体在20C,lOMpa时

5、的比体积v(20C,lOMpa)=0.00117m3/kg如前操作实地绘出本实验台CO2液体在20C,10Mpa液柱高度Ah*(m)(注意玻璃水套上刻度的标记方式)(3)由(1)可知：Ah*A因为v(20C,10Mpa)=0.00117m3/kgv(20C,10Mpa)m因此mAh*A_0.00117kg/m2)那么任意温度、压力下CO2的比体积为:Ah*Ah*v=(m3/kg)m/Ak式中Ai=h-h0H任意温度、压力下水银柱高度%承压玻璃管内径顶端刻度3、测定低于临界温度t=20C的等温线:利用电节点温度计调剂恒温水浴温度t=20C，要维持恒温压力记录从4MPa开始,当玻璃管内水银升起来后

6、,应足够缓慢地摇进活塞螺杆,以保证定温条件,不然来不及平稳致使读数不准。(3)两相区内两毫米高度转变记录一次压力值；两相区外,两个压力转变记录一次高度值。注意加压后CO2的转变，专门注意饱和压力与饱和温度的对应关系，液化、汽化等现象,将测得的实验将数据与观看到的现象填入表一中。4、测定临界温度t=C的等温线，观看临界现象，将数据填入表中。重复3的步骤测出临界等温线，并在该曲线的拐点处找出临界压力pc和临界比体积vc,并将数据填入表中（1）整体相变现象由于临界点时，汽化潜热等于零，饱和汽线与饱和液线合于一点，现在汽液是以突变的形式相互转化。而临界温度以下的区域汽液转化是慢慢积存，需要一按时刻，表

7、现为一个渐变的进程。（2）汽、液两相模糊不清现象处于临界点的co2,汽液具有一起参数（P,V,T）因此不能区别现在是气态仍是液态。若是是气体，那么该气体又是接近液体的气体；若是是液体，它又是接近气态的液体。实验观看能够证明该结论。由于介质处于临界温度下，若是按等温进程进行使CO2紧缩或膨胀,管内将看不到现象,能够按绝热进程进行。在周围突然降压,cO2状态点由等温线沿绝热线降到液相区，管内CO2显现明显的液面，那么CO2离液相很近，也能够为是接近液态的气体；当膨胀后再紧缩CO2时，该液面又当即消失，那么说明CO2液体离气相区很近，能够为接近气态的液体。现在的CO2既接近液体又接近气体，因此处于临界点周围。临界状态饱和汽、液不分。这即是临界点周围汽液模糊不清的现象。5、测定高于临界温度t=50C的等温线，将数据填入表1中。五、绘制等温线与比较1、按表一的数据仿图二在p-v图上画出三条等温线。2、按实验测得的等温线与图二所示的标准等温线比较，分析之间的不同及缘故。3、将实验测得的临界比体积vc与理论计算值一并填入表2并分析不同及缘故。表2临界比体积v（m3/kg）标准值实验值vc=RTc/Pcvc=3RTc/8Pc六、实验报告要求1、简述实验原理及进程。2、各类数据的原始记录。3、实验结果整理后的图表。4、分析比较等温曲线的实验值与标准值间的不同与缘故。分析