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1、,化工实验中心2008年5月,二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定实验,实验目的1、观察凝结和汽化过程；2、观察临界状态附近的气液两相模糊现象；3、观察超临界压力下加热或冷却时的气液两相连续变化 过 程；4、测定CO2的临界参数Pc，Vc，Tc；5、测定CO2的P-V-T关系，在P-V图上绘出等温线。,实验原理,实验时，由压力台送来高压压力油，进入高压容器和玻璃杯上半部，压迫水银进入预先装有CO2气体的承压玻璃管，使CO2被压缩，其压力和容积通过压力台上的活塞杆前进或后退进行调解。温度由恒温器给水套的水温来控制。CO2的压力由装在压力台上的压力表读出。温度由插在恒温水套中的温度计读数，容积
2、由玻璃管内的CO2的高度来衡量。,实验原理,由于玻璃管内的CO2总量G不便测量，而且玻璃管的内径或截面积A也不宜测准，所以采用简捷法测定CO2的比容v（m3/kg）。已知CO2液体在20、100atm时的比容为0.00117 m3/kg，实际测出玻璃管内的CO2在20、100atm时的高度为h2（m），则可列出如下关系式：v（20、100atm）=h1A/G=0.00117 m3/kg,实验原理,所以：k=G/A=h1/0.00117(kg/m3)=常数即可以把k作为仪器常数。在任意温度和压力下的二氧化碳比容则可以计算为：v=h/（G/A）=h/k,整个装置由压力台、恒温器和本体三部分组成，如
3、图。,实验设备,本体结构包括：高压容器；玻璃杯；压力油；水银；密封填料；填料压差；恒温水套；承压玻璃管；CO2空间；温度计等。,实验设备,实验步骤,第一步：先将恒温器调节到一定温度（如20），对本体维持一定温度（一般先做低温条件下的实验，然后再做较高温条件下的实验）。第二步：用活赛式压力计对玻璃容器内的CO2进行加压。玻璃容器内的CO2受压缩后体积逐渐减小，在此过程中随时记录下各个不同压力（30，40，50，饱和压力，60100atm）下的CO2体积数据。,加压时要缓慢转动手轮，使活塞杆缓慢推进压力油进入本体。在t=20的恒温条件下，CO2的饱和蒸汽压约为5859 atm之间，此时应注意观察纯
4、物质的相变过程。在比饱和蒸汽压稍高和稍低的压力区应适当多记一些数据，以便测准饱和汽，液相的体积数据。,实验步骤,第三步：做完20的等温线以后，可将恒温器调节到临界温度Tc=31.10。如果本体内压力已经是100atm，则可将活塞杆缓慢退出使压力逐渐下降，随时记录下个不同压力时的CO2高度。也可以先泻压，然后按低压至高压的顺序进行测试。,实验步骤,不能拧开油杯阀门泻压！,1、根据20、100atm的实测数据和已知的该温度压力条件下的比容值计算仪器常数：k=G/A=h1/0.00117(kg/m3)2、将测得的数据整理成表，并在P-V图上作出等温线。3、应用R-K状态方程进行体积数据推算，并于相应
5、的实验值比较。,数据处理,实验数据记录表格式如下：实验温度：,数据处理,1、最高温度不要超过60、最高压力不要超过100atm。2、不要在气体被压缩的情况下打开油杯阀门，防止CO2碳忽然膨胀而逸出玻璃管外及水银被冲出玻璃杯。卸压时应该缓慢退出活塞杆，使压力逐渐下降。3、为保证CO2的定温压缩和定温膨胀，除了要保证流过水套的水温恒定以外，加压（或减压）过程也必须足够缓慢，以免玻璃管内的CO2温度偏离管外的恒定温度。,注意事项,4、如果在玻璃管外或水套内壁附有小气泡妨碍观测可以通过放、冲水套中的水的办法将气泡冲掉。5、不要挪动是烟台本体，如果要移动试验台本体要平移平放，以免玻璃杯内的水银倒倾入压力容器。,注意事项,
