1、關(guān)于二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及關(guān)系測定實驗第1頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗原理 一、基本概念純物質(zhì)的臨界點表示汽液兩相平衡共存的最高溫度（Tc）和最高壓力（Pc）點。純物質(zhì)所處的溫度高于Tc，無論壓力大小，都不存在液相；壓力高于Pc，無論溫度高低，都不存在汽相；同時高于Tc和Pc，則為臨界區(qū)。 第2頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗原理 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)P、V、T存在一下關(guān)系： F（P,V,T）=0或 V=f（P,T） 由相律，純物質(zhì)在單相區(qū)內(nèi)的自由度為2，當溫度一定是，體積隨壓力而變；在兩相區(qū)，自由度為1，

2、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CO2的P和V之間的關(guān)系，獲得CO2的P-V-T數(shù)據(jù)。第3頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗裝置 整個實驗裝置由壓力臺、恒溫器和實驗臺本體及其防護罩等三大部分組成（如圖1所示）。 第4頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四圖1. 試驗臺系統(tǒng)圖 第5頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四圖2. 試驗臺本體 實驗中，由壓力臺油缸送來的壓力油進入高壓容器和玻璃杯上半部，迫使水銀進入預(yù)先裝由高純度的CO2氣體的承壓玻璃管（毛細管），CO2被壓縮，其壓力和容積通過壓力

3、臺上的活塞桿的進、退來調(diào)節(jié)。溫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浴供給。CO2的壓力由裝在壓力臺上的精密壓力表讀出（注意：絕壓=表壓+大氣壓），溫度由插在恒溫水套中的溫度計讀出，比容由CO2柱的高度除以質(zhì)面比常數(shù)計算得到。第6頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗步驟 一、按圖1裝好實驗設(shè)備。二、恒溫器準備及溫度調(diào)節(jié)：溫度計讀數(shù)的 溫度點溫度設(shè)定的溫度一致時（或基本一致），則可（近似）認為承壓玻璃管內(nèi)的CO2的溫度處于設(shè)定的溫度。三、加壓前的準備：壓力臺抽油、使本體充油 。 第7頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗步驟 四、測定承

4、壓玻璃管（毛細管）內(nèi)CO2的質(zhì)面比常數(shù)K值：間接辦法來確定CO2的比容。假定承壓玻璃管（毛細管）內(nèi)徑均勻一致，CO2的比容 與其高度成正比。（單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容，用符號“V”表示。其數(shù)值是密度的倒數(shù)） 質(zhì)面比常數(shù)h0= h0-h h0承壓玻璃管（毛細管）內(nèi)徑頂端的刻度，h 任意溫度、壓力下水銀柱的高度。 第8頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗步驟 五、測定低于臨界溫度t=25時的等溫線： t=25，并保持恒溫。壓力在4.40Mpa左右（毛細管下部出現(xiàn)水銀液面）開始讀取相應(yīng)水銀柱上液面刻度， 間隔0.3MPa 。第一滴CO2液體出現(xiàn)時，間隔減小為0.05

5、MPa 。完全液化后，恢復(fù)0.3MPa的間隔。直到壓力達到8.0MPa為止。 第9頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗步驟 六、測定臨界等溫線和臨界參數(shù)，并觀察臨界現(xiàn)象： （1）將恒溫水浴調(diào)至31.1，按上述方法和步驟測出臨界等溫線 （2）觀察臨界現(xiàn)象：a.臨界乳光現(xiàn)象 Pc附近，圓錐形的乳白色的閃光現(xiàn)象 。 b.整體相變現(xiàn)象 在臨界點 ，汽液是以突變的形式相互轉(zhuǎn)化。 c. 汽液兩相模糊不清的現(xiàn)象臨界狀態(tài)的流體是一種汽液分不清的流體。 第10頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四實驗步驟 七、測定高于臨界溫度（t=40）時的定溫線：將恒溫水浴調(diào)至40，按上述方法和步驟測出臨界等溫線第11頁，共13頁，2022年，5月20日，18點4分，星期四