文档介绍：中南大学化学化工学院
化工专题实验
(2012)
实验报告
学生姓名
学号
专业班级
同组成员

(热力学,指导教师:李海普)

,增加对临界状态概念的感性认识;
:汽化、冷凝、饱和态和超临流体等基本概念的理解;测定CO2的PVT数据,在PV图上绘出CO2等温线
。

纯物质的临界点表示汽液二相平衡共存的最高温度(TC)和最高压力点(PC)。纯物质所处的温度高于TC,则不存在液相;压力高于PC,则不存在汽相;同时高于TC 和PC,则为超临界区。本实验测量T<TC,T = TC 和T>TC 三种温度条件下等温线。其中T<TC 等温线,为一光滑曲线;T = TC 等温线,在临界压力附近有一水平拐点,并出现汽液不分现象;T<TC等温线,分为三段,中间一水平段为汽液共存区。对纯流体处于平衡态时,其状态参数P、V 和T 存在以下关系:F(P,V,T) = 0 或 V = f (P,T)由相律,纯流体,在单相区,自由度为2,当温度一定时,体积随压力而变化;在二相区,自由度为1,温度一定时,压力一定,仅体积发生变化。本实验就是利用定温的方法测定CO2 的P 和V 之间的关系,获得CO2 的P-V-T 数据。

实验装置由试验台本体、压力台和恒温浴组成(图 2-3-1)。试验台本体如图2-3-2 所示。实验装置实物图见图2-3-3。
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有高纯度的CO2 气体的承压玻璃管(毛细管),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。温度由恒温水套的水温调节,水套的恒温水由恒温浴供给。
CO2 的压力由压力台上的精密压力表读出(注意:绝对压力=表压+大气压),温度由水套内精密温度计读出。比容由CO2 柱的高度除以质面比常数计算得到。
试剂:高纯度二氧化碳。

图 2-3-1 CO2 PVT 关系实验装置图 2-3-2 试验台本体

2-玻璃杯 3-压力油 4-水银 5-密封填料 6-填料压盖 7-恒温水套 8-承压玻璃管 9-CO210-精密温度计
四、实验操作步骤
-3-1 装好试验设备。
,调节恒温水到所要求的实验温度(以恒温水套内精密温度计为准)。
——抽油充油操作
(1)关闭压力表下部阀门和进入本体油路的阀门,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。此时压力台上油筒中抽满了油。
(3)先关闭油杯的进油阀,然后开启压力表下部阀门和进入本体油路的阀门。
(4)摇进活塞杆,使本体充油。直至压力表上有压力读数显示,毛细管下部出现水银为止。
(5)如活塞杆已摇进到头,压力表上还无压力读数显示,毛细管下部未出现水银,则重复
(1)--(4)步骤。
(6)再次检查油杯的进油阀是否关闭,压力表及其进入本体油路的二个阀门是否开启。温
度是否达到所要求的实验温度。如条件均已调定,则可进行实验测定。
(T= 20℃或25℃)
(1)将恒温水套温度调至T= 25℃左右,并保持恒定。
(2)逐渐增加压力, 左右(毛细管下部出现水银面)开始读取相应水银柱上端液面刻度,记录第一个数据点。读取数据前,一定要有足够的平衡时间,保证温度、压力和水银柱高度恒定。
(3),达到平衡时,读取相应水银柱上端液面刻度,记录第二个数据点。注意加压时,应足够缓慢的摇进活塞杆,以保证定温条件,水银柱高度应稳定在一定数值,不发生波动时,再读数。
(4) 左右,逐次提高压力,测量第三、第四……数据点,当出现第一小滴CO2 液体时,则适当降低压力,平衡一段时间,使CO2 温度和压力恒定,以准确读出恰出现第一小液滴CO2 时的压力。
(5)注意此阶段,压力改变后CO2 状态的变化,特别是测准出现第一小滴CO2 液体时的压力和相应水银柱高度及最后一个CO2 小汽泡刚消失时的压力和相应水银柱高度。此二点压力改变应很小,要交替进行升压和降压操作,压力应按出现第一小滴CO2 液体和最后一个CO2 小汽泡刚消失的具体条件进行调整。
(6)当CO2 全部液化后, 左右升压, 为止()。
,观察临界现象
(1)将恒温水套温度调至T= ℃左右(℃),