二氧化碳临界状态观测及pυt关系实验指导书
一、实验目的
1、了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。2、加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。3、掌握CO2的pυt关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。4、学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。
二、实验内容
1、测定CO2的pυt关系。在pυ坐标图中绘出低于临界温度t20℃、临界温度t311℃和高于临界温度t40℃的三条等温曲线,并与标准实验曲线见图三及理论计算值相比较,分析差异原因。
2、测定CO2在低于临界温度时t20℃饱和温度与饱和压力之间的对应关系并与图四中绘出的tsps曲线比较。
3、观测临界状态1临界状态附近汽液两相模糊的现象。2汽液整体相变现象
3测定CO2的pcvctc等临界参数,并将实验所得的vc值与理想气体状态方程
和范德瓦尔斯方程的理论值相比较,简述其差异原因。
三、实验设备及原理
1、整个实验装置由压力台、恒温器和试验本体及其防护罩三大部分组成,如图一所示。
2、试验台本体如图二所示。
3、对简单可压缩热力系统,当工质处于平衡状态时,其状态参数pvt之间有:
Fpvt0或tfpv
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本试验就是根据1,采用定温方法测定CO2的的pυ之间的关系,从而找出CO2的pυt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入CO2气体的玻璃管。CO2被压缩,其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进、退来调节,温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。
5、实验工质CO2的压力由装在压力台上的压力表读出如果提高精度,还须考虑水银柱高的修正等。温度由插在恒温水浴中的温度传感器读出。比容首先由承压玻璃管内CO2柱的高度来度量,而后再根据承压玻璃管内径均匀、截面积不变等条件换算得出。
四、实验步骤
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f1、按图一安装好试验设备,使用定温器设定需要温度。
2、加压前的准备因为压力台的油缸容量比主容器容量小,需要多次从油杯里抽油,再向主容器充油,才能在压力表上显示压力读数。抽油、充油的操作过程非常重要,若操作失误,不但加不上压力,还会损坏试验设备,所以务必认真掌握,其步骤如下:1关压力表及其进入本体油路的两个阀门,开启压力台上油杯的进油阀。2摇退压力台上的活塞螺杆,直至螺杆全部退出,这时压力台油缸中抽满了油。3关闭油杯阀门,然后开启压力表和进入本体油路的两阀门。
2
f4摇进r