文档介绍：1 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 23 T1. 气体 PVT 关系的研究(热力学,指导教师:李海普) CO 2临界状态现象,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 CO 2的 PVT 数据,在 PV 图上绘出 CO 2等温线 。(T C)和最高压力点(P C)。纯物质所处的温度高于 T C,则不存在液相;压力高于 P C,则不存在汽相;同时高于 T C和P C,则为超临界区。本实验测量 T<T C,T=T C和 T>T C三种温度条件下等温线。其中 T<T C等温线,为一光滑曲线; T=T C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 CO 2的P和V之间的关系,获得 CO 2的 P-V-T 数据。、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 CO 2气体的承压玻璃管(毛细管),CO 2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。 CO 2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 CO 2柱的高度除以质面比常数计算得到。试剂:高纯度二氧化碳。 4 图2-3-1 CO 2PVT 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 2-3-1 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。 5 ( 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,压力为 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)提高压力约 ,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)按压力间隔 左右,逐次提高压力,测量第三、第四……数据点, 当出现第一小滴 CO 2液体时,则适当降低压力,平衡一段时间,使 CO 2温度和压力恒定,以准确读出恰出现第一小液滴 CO 2时的压力。(5)注意此阶段,压力改变后 CO 2状态的变化,特别是测准出现第一小滴 CO 2 液体时的压力和相应水银柱高度及最后一个 CO 2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 CO 2液体和最后一个 CO 2小汽泡刚消失的具体条件进行调整。(6)当 CO 2全部液化后,继续按压力间隔 左右升压,直到压力达到 为止(承压玻璃管最大压力应小于 )。 ,观察临界现象(1)将恒温水套温度调至 T= ℃左右(本实验升温至 ℃),按上述