中南大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工專題實(shí)驗(yàn)(2014)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名郭帥翼學(xué)號(hào)1505111009專業(yè)班級(jí)化工1101同組成員黎偉、楊洲游、朱勇秦學(xué)桐、李偉豪、鞏勇T1?氣體PVT關(guān)系的研究（熱力學(xué)，指導(dǎo)教師：李海普）?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀測(cè)CO?臨界狀態(tài)現(xiàn)象，增加對(duì)臨界狀態(tài)概念的感性認(rèn)識(shí)；2.加深對(duì)純流體熱力學(xué)狀態(tài)：汽化、冷凝、飽和態(tài)和超臨流體等基本概念的理解；測(cè)定CO?的PVT數(shù)據(jù)，在PV圖上繪出CO?等溫線3.掌握低溫恒溫浴和活塞式壓力計(jì)的使用方法。二.實(shí)驗(yàn)原理純物質(zhì)的臨界點(diǎn)表示汽液二相平衡共存的最高溫度（T（：）和最高壓力點(diǎn)（P（：）。純物

2、質(zhì)所處的溫度高于耳，則不存在液相；壓力高于卩門則不存在汽相；同時(shí)高于耳和Pc，則為超臨界區(qū)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)量TvT（：,T=TC和T>T（：三種溫度條件下等溫線。其中T

3、利用定溫的方法測(cè)定CO2的P和V之間的關(guān)系，獲得CO2的P-V-T數(shù)據(jù)。三.實(shí)驗(yàn)裝置流程和試劑實(shí)驗(yàn)裝置由試驗(yàn)臺(tái)木體、壓力臺(tái)和恒溫浴組成（圖2-3-1）o試驗(yàn)臺(tái)木體如圖2-3-2所示。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖見圖2-3-3o實(shí)驗(yàn)中由壓力臺(tái)送來的壓力油進(jìn)入高壓容器和玻璃杯上半部,迫使水銀進(jìn)入預(yù)先裝有高純度的CO2氣體的承壓玻璃管（毛細(xì)管）,CO?被壓縮，其壓力和容積通過壓力臺(tái)上的活塞桿的進(jìn)退來調(diào)節(jié)。溫度由恒溫水套的水溫調(diào)節(jié)，水套的恒溫水由恒溫浴供給。co2的壓力由壓力臺(tái)上的精密壓力表讀出(注意：絕對(duì)壓力二表壓+大氣壓)，溫度由水套內(nèi)精密溫度計(jì)讀出。

4、比容由CO2柱的高度除以質(zhì)面比常數(shù)計(jì)算得到。試劑：高純度二氧化碳。圖2-3-1CO2PVT關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置圖2-3-2試驗(yàn)臺(tái)本體1.髙壓容器2?玻璃杯3■壓力油4■水銀5?密封填料6■填料壓蓋7■恒溫水套8■承壓玻璃管9-CO210-精密溫度計(jì)四、實(shí)驗(yàn)操作步!1?按圖2-3-1裝好試驗(yàn)設(shè)備。2?接通恒溫浴電源，調(diào)節(jié)恒溫水到所耍求的實(shí)驗(yàn)溫度(以恒溫水套內(nèi)精密溫度計(jì)為準(zhǔn))。3?加壓前的準(zhǔn)備——抽油充油操作(1)關(guān)閉壓力表下部閥門和進(jìn)入木體汕路的閥門，開啟壓力臺(tái)上汕杯的進(jìn)汕閥。(2)搖退壓力臺(tái)上的活塞螺桿，直至螺桿全部退出。此吋?jí)毫ε_(tái)上油筒中抽

5、滿了油。(3)先關(guān)閉油杯的進(jìn)油閥，然后開啟壓力表下部閥門和進(jìn)入本體油路的閥門。(4)搖進(jìn)活塞桿，使本體充油。直至壓力表上冇壓力讀數(shù)顯示，毛細(xì)管下部出現(xiàn)水銀為止。(5)如活塞桿已搖進(jìn)到頭，壓力表上還無壓力讀數(shù)顯示，毛細(xì)管下部未出現(xiàn)水銀，則重復(fù)(1)-(4)步驟。(6)再次檢查汕杯的進(jìn)汕閥是否關(guān)閉，壓力表及其進(jìn)入本體汕路的二個(gè)閥門是否開啟。溫度是否達(dá)到所要求的實(shí)驗(yàn)溫度。如條件均已調(diào)定，則可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。1.測(cè)定低于臨界溫度下的等溫線(T=20°C或25°C)(1)將恒溫水套溫度調(diào)至T=23°C左右，并保持恒定。(2)逐漸增加壓力，壓力為4

6、.0MPa左右(毛細(xì)管下部出現(xiàn)水銀而)開始讀取相應(yīng)水銀柱上端液面刻度，記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。讀取數(shù)據(jù)前，一定要有足夠的平衡時(shí)間，保證溫度、壓力和水銀柱高度恒定。(1)提高壓力約0.2MPa,達(dá)到平衡時(shí)，讀取相應(yīng)水銀柱上端液面刻度，記錄第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。注意加壓時(shí)，應(yīng)足夠緩慢的搖進(jìn)活塞桿，以保證定溫條件，水銀柱高度應(yīng)穩(wěn)定在一定數(shù)值，不發(fā)生波動(dòng)時(shí)，再讀數(shù)。(2)按壓力間隔0.2MPa左右，逐次提高壓力，測(cè)量第三、第四……數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)第一小滴CO2液體時(shí)，則適當(dāng)降低壓力，平衡一段時(shí)間，使CO?溫度和壓力恒定，以準(zhǔn)確讀出恰出現(xiàn)第一小液滴CO?時(shí)?的

7、壓力。(3)注意此階段，壓力改變后CO?狀態(tài)的變化，特別是測(cè)準(zhǔn)出現(xiàn)第一小滴CO?液體時(shí)的壓力和相應(yīng)水銀柱高度及最后一個(gè)CO2小汽泡剛消失時(shí)的壓力和相應(yīng)水銀柱高度。此二點(diǎn)壓力改變應(yīng)很小，要交替進(jìn)行升壓和降壓操作，壓力應(yīng)按出現(xiàn)第一小滴CO2液體和最后一個(gè)CO2小汽泡剛消失的具休條件進(jìn)行調(diào)整。(4)當(dāng)CO?全部液化后，繼續(xù)按壓力間隔0.2MPa左右升壓，直到壓力達(dá)到S.OMPa為止(承壓玻璃管最大壓力應(yīng)小于8.0MPa)o5?測(cè)定臨界等溫線和臨界參數(shù)，觀察臨界現(xiàn)彖(1)將恒溫水套溫度調(diào)至T二31.1°C左右，按上述4的方法和步驟測(cè)出臨界等溫

8、線，注意在曲線的拐點(diǎn)(P二7.376MPQ附近，應(yīng)緩慢調(diào)整壓力(調(diào)壓間隔可為O.OSMPa),以較準(zhǔn)確的確定臨界壓力和臨界比容，較準(zhǔn)確的描繪出臨界等溫線上的拐點(diǎn)。(2)觀察臨界現(xiàn)象久臨界乳光現(xiàn)象保持臨界溫度不變，搖進(jìn)活塞