1、關(guān)于二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及關(guān)系測定實驗現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第1頁，共13頁實驗原理實驗原理 一、基本概念一、基本概念 純物質(zhì)的臨界點純物質(zhì)的臨界點表示汽液兩相平衡共存的最高溫度（表示汽液兩相平衡共存的最高溫度（Tc）和最高壓力（和最高壓力（Pc）點。）點。純物質(zhì)所處的溫度高于純物質(zhì)所處的溫度高于Tc，無論壓力大小，都不存在，無論壓力大小，都不存在液相；壓力高于液相；壓力高于Pc，無論溫度高低，都不存在汽相；，無論溫度高低，都不存在汽相；同時高于同時高于Tc和和Pc，則為，則為臨界區(qū)臨界區(qū)。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第2頁，共13頁實驗原理實驗原理 二、理論依據(jù)二、理論依據(jù) 對純流體處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參數(shù)對純流

2、體處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參數(shù)P、V、T存在一下關(guān)系：存在一下關(guān)系： F（P,V,T）=0或或 V=f（P,T） 由相律，純物質(zhì)在單相區(qū)內(nèi)的自由度為由相律，純物質(zhì)在單相區(qū)內(nèi)的自由度為2，當(dāng)溫度一定是，體積隨壓力而變；在兩，當(dāng)溫度一定是，體積隨壓力而變；在兩相區(qū)，自由度為相區(qū)，自由度為1，溫度一定，壓力一定，飽和液體和飽和蒸汽體積一定。，溫度一定，壓力一定，飽和液體和飽和蒸汽體積一定。本實驗就是利用定溫的方法測定本實驗就是利用定溫的方法測定CO2的的P和和V之間的關(guān)系，獲得之間的關(guān)系，獲得CO2的的P-V-T數(shù)數(shù)據(jù)。據(jù)。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第3頁，共13頁實驗裝置實驗裝置 整個實驗裝置由整個實驗裝置由壓力

3、臺、恒溫器壓力臺、恒溫器和和實驗實驗臺本體及其防護(hù)罩臺本體及其防護(hù)罩等三大部分組成（如圖等三大部分組成（如圖1所示）。所示）。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第4頁，共13頁圖圖1. 試驗臺系統(tǒng)圖試驗臺系統(tǒng)圖 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第5頁，共13頁圖圖2. 試驗臺本體試驗臺本體 實驗中，由壓力臺油缸送來的實驗中，由壓力臺油缸送來的壓力油進(jìn)入高壓容器和玻璃杯壓力油進(jìn)入高壓容器和玻璃杯上半部，迫使水銀進(jìn)入預(yù)先裝上半部，迫使水銀進(jìn)入預(yù)先裝由高純度的由高純度的CO2氣體的承壓玻氣體的承壓玻璃管（毛細(xì)管），璃管（毛細(xì)管），CO2被壓縮被壓縮，其壓力和容積通過壓力臺上，其壓力和容積通過壓力臺上的活塞桿的進(jìn)、退來調(diào)節(jié)。溫的活塞桿的進(jìn)、

4、退來調(diào)節(jié)。溫度由恒溫器供給的水套里的水度由恒溫器供給的水套里的水溫調(diào)節(jié)，水套的恒溫水由恒溫溫調(diào)節(jié)，水套的恒溫水由恒溫浴供給。浴供給。CO2的壓力由裝在壓力臺上的精的壓力由裝在壓力臺上的精密壓力表讀出（注意：絕壓密壓力表讀出（注意：絕壓=表壓表壓+大氣壓），溫度由插在恒溫水套中大氣壓），溫度由插在恒溫水套中的溫度計讀出，比容由的溫度計讀出，比容由CO2柱的柱的高度除以質(zhì)面比常數(shù)計算得到高度除以質(zhì)面比常數(shù)計算得到?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第6頁，共13頁實驗步驟實驗步驟 一、按圖一、按圖1裝好實驗設(shè)備。裝好實驗設(shè)備。二、恒溫器準(zhǔn)備及溫度調(diào)節(jié)：二、恒溫器準(zhǔn)備及溫度調(diào)節(jié)：溫度計讀數(shù)的溫度計讀數(shù)的 溫度點溫度設(shè)定的

5、溫度一致時（或基本一溫度點溫度設(shè)定的溫度一致時（或基本一致），則可（近似）認(rèn)為承壓玻璃管內(nèi)的致），則可（近似）認(rèn)為承壓玻璃管內(nèi)的CO2的溫度處于設(shè)定的溫度。的溫度處于設(shè)定的溫度。三、加壓前的準(zhǔn)備：加壓前的準(zhǔn)備：壓力臺抽油、使本體充壓力臺抽油、使本體充油油 。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第7頁，共13頁實驗步驟實驗步驟 四、測定承壓玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)四、測定承壓玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)CO2的質(zhì)面的質(zhì)面比常數(shù)比常數(shù)K值：值：間接辦法來確定間接辦法來確定CO2的比容。假定承壓的比容。假定承壓玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)徑均勻一致，玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)徑均勻一致，CO2的比容的比容 與其高度與其高度成正比。（單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的

6、容積稱為比容，成正比。（單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容，用符號用符號“V”表示。其數(shù)值是密度的倒數(shù)）表示。其數(shù)值是密度的倒數(shù)） 00.00124hmKA質(zhì)面比常數(shù)質(zhì)面比常數(shù)h0= h0-h h0承壓玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)徑頂端的刻度，承壓玻璃管（毛細(xì)管）內(nèi)徑頂端的刻度，h 任意溫任意溫度、壓力下水銀柱的高度。度、壓力下水銀柱的高度。 KhAmh/現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第8頁，共13頁實驗步驟實驗步驟 五、測定低于臨界溫度五、測定低于臨界溫度t=25時的等溫線：時的等溫線： t=25t=25，并保持恒溫。壓力在，并保持恒溫。壓力在4.40Mpa4.40Mpa左右（毛細(xì)管下部出現(xiàn)左右（毛細(xì)管下部出現(xiàn)水銀液面

7、）開始讀取相應(yīng)水銀柱上液面刻度，水銀液面）開始讀取相應(yīng)水銀柱上液面刻度， 間隔間隔0.3MPa0.3MPa 。第一。第一滴滴CO2液體出現(xiàn)時，間隔減小為液體出現(xiàn)時，間隔減小為0.05MPa 。完全液化后，恢復(fù)。完全液化后，恢復(fù)0.3MPa0.3MPa的間隔。的間隔。直到壓力達(dá)到直到壓力達(dá)到8.0MPa為止。為止。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第9頁，共13頁實驗步驟實驗步驟 六、測定臨界等溫線和臨界參數(shù)，并觀察臨六、測定臨界等溫線和臨界參數(shù)，并觀察臨界現(xiàn)象：界現(xiàn)象： （1）將恒溫水浴調(diào)至）將恒溫水浴調(diào)至31.1，按上述方法和步驟測出臨界等，按上述方法和步驟測出臨界等溫線溫線 （2）觀察臨界現(xiàn)象：）觀察臨界現(xiàn)象：a.臨界乳光現(xiàn)象臨界乳光現(xiàn)象 Pc附近，圓錐形的附近，圓錐形的乳白色的閃光現(xiàn)象乳白色的閃光現(xiàn)象 。 b.整體相變現(xiàn)象整體相變現(xiàn)象 在臨界點在臨界點 ，汽液汽液是以突變的形式相互轉(zhuǎn)化。是以突變的形式相互轉(zhuǎn)化。 c. 汽液兩相模糊不清的現(xiàn)象汽液兩相模糊不清的現(xiàn)象臨界狀態(tài)的臨界狀態(tài)的流體是一種汽液分不清的流體。流體是一種汽液分不清的流體。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第10頁，共13頁實驗步驟實驗步驟 七、測定高于臨界溫度（七、測定高于臨界溫度（t=40t=40）時的定溫）時的定溫線：線：