实验二二氧化碳的P-V-T测定实验指导书.doc

二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系一、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、观察凝结和气化过程以及临界态附近的气液两相模糊现象。3、掌握CO2的P-V-T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,恒温器等仪器的正确使用方法。二、实验内容1、测定CO2的P-V-T关系。在P-V坐标系中绘出低于临界温度(t=27℃)等温曲线,并与标准实验曲线及理论计算值相比较,并分析其差异原因。2、测定CO2在低于临界温度(t=27℃)饱和温度和饱和压力之间的对应关系,并与图四中的ts-ps曲线比较。3、观测临界状态(1)临界状态附近气液两相模糊的现象。(2)气液整体相变现象。(3)测定CO2的pc、vc、tc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方程的理论值相比教,简述其差异原因。三、实验设备及原理整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成(如图一所示)。图一试验台系统图图二试验台本体试验台本体如图二所示。其中1—高压容器;2—玻璃杯;3—压力机;4—水银;5—密封填料;6—填料压盖;7—恒温水套;8—承压玻璃杯;9—CO2空间;10—温度计。、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P、V、T之间有:F(P,V,T)=0或V=f(T,V) (1)本实验就是根据式(1),采用定温方法来测定CO2的P-V-T关系,从而找出CO2的P-V-T关系。实验中,压力台油缸送来的压力由压力油传入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管容器,CO2被压缩,其压力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。实验工质二氧化碳的压力值,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出。比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量,而后再根据承压玻璃管内径截面不变等条件来换算得出。四、实验步骤1、按图一装好实验设备,准备好手电筒(目的是易于观察)。2、恒温器准备及温度调节:(1)、把水注入恒温器内,至离盖30~50mm。检查并接通电路,启动水泵,使水循环对流。(2)、把温度调节仪波段开关拨向调节,调节温度旋扭设置所要调定的温度,再将温度调节仪波段开关拨向显示。(3)、视水温情况,开、关加热器,当水温未达到要调定的温度时,恒温器指示灯是亮的,当指示灯时亮时灭闪动时,说明温度已达到所需要恒温。(4)、观察温度,其读数的温度点温度设定的温度一致时(或基本一致),则可(近似)认为承压玻璃管内的CO2的温度处于设定的温度。(5)、当所需要改变实验温度时,重复(2)~(4)即可。3、加压前的准备:因为压力台的油缸容量比容器容量小,需要多次从油杯里抽油,再向主容器管充油,才能在压力表显示压力读数。压力台抽油、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,开启压力台油杯上的进油阀。(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)先关闭油杯阀门,然后开启压力表和进入本体油路的两个阀门。(4)摇进活塞螺杆,使本体充油。如此交复,直至压力表上有压力读数为止。(5)再次检查油杯