二氧化碳臨界狀態(tài)的觀測和p-v-t關(guān)系

1、二氧化碳臨界狀態(tài)觀測及p-u-t關(guān)系實驗報告任課教師：王榮姓名：舒小華學(xué)號：061800313一、實驗原理及過程簡述實驗原理：1、對簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，當(dāng)工質(zhì)處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參數(shù)p,v,t之間有:F(p,v,t)0或tf(p,v)(1)本試驗就是根據(jù)(1),采用定溫方法測定CO2的的p-U之間的關(guān)系，從而找出CO2的p-U-t的關(guān)系。2、實驗中由壓力臺送來的壓力油進(jìn)入高壓容器和玻璃杯上半部，迫使水銀進(jìn)入預(yù)先裝入CO2氣體的玻璃管。CO2被壓縮，其壓力和容積通過壓力臺上的活塞桿的進(jìn)、退來調(diào)節(jié)，溫度由恒溫器供給的水套里的水溫來調(diào)節(jié)。3、實驗工質(zhì)CO2的壓力由裝在壓力臺上的壓力表讀出(如果提高

2、精度，還須考慮水銀柱高的修正等)。溫度由插在恒溫水浴中的溫度傳感器讀出。比容首先由承壓玻璃管內(nèi)CO2柱的高度來度量，而后再根據(jù)承壓玻璃管內(nèi)徑均勻、截面積不變等條件換算得出。實驗過程：1、按圖一安裝好試驗設(shè)備，使用定溫器設(shè)定需要溫度。2、加壓前的準(zhǔn)備(1)關(guān)壓力表及其進(jìn)入本體油路的兩個閥門，開啟壓力臺上油杯的進(jìn)油閥。(2)搖退壓力臺上的活塞螺桿，直至螺桿全部退出，這時壓力臺油缸中抽滿了油(3)關(guān)閉油杯閥門，然后開啟壓力表和進(jìn)入本體油路的兩閥門。(4)搖進(jìn)活塞螺桿，向本體充油，如此反復(fù)，至壓力表有讀數(shù)時為止。3、實驗的原始紀(jì)錄及注意事項(1)測定承壓玻璃管內(nèi)的CQ的質(zhì)量比常數(shù)k值：a)已知CQ液體

3、在20C、9.8MPa時的比容為(20oC,9.8MPa)0,00117m3,Kgb)如前操作，測出本試驗臺CQ在20C,9.8MPa時的CQ的減體圖度h(m)(注意玻璃水套上刻度的標(biāo)記方法)*ohA3-c):(20oC,9.8MPa)0.00117m3/Kgm.*Kg.m2,mhkA0.00117那么任意溫度、壓力下CQ的比容為:hhm/Akm3.K4、測定t=20C時的定溫線(1)使用定溫器調(diào)定t=20C,并保持恒溫。(2)壓力記錄從4.41MPa開始，當(dāng)玻璃管內(nèi)水銀開始起來后，就緩慢地?fù)u進(jìn)活塞螺桿，以保證定溫條件，否則來不及平衡，讀數(shù)不準(zhǔn)確。t=20Ct=31.1Ct=40ChIvv(3

4、)按照適當(dāng)?shù)膲毫﹂g隔讀h值，直至壓力P=8MPa(4)注意加壓后CQ的變化，特別是飽和壓力與飽和溫度的對應(yīng)關(guān)系，以及液化、汽化等現(xiàn)象，要將測得的實驗數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象一并填入實驗記錄表1中。(5)測定t=20C時飽和溫度與飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系。5、測定臨界(t=31,1C)等溫線、臨界參數(shù)入臨界現(xiàn)象觀察(1)仿照4,測出臨界等溫線，并在該曲線的拐點處找出臨界壓力pc和臨界比容uc填入實驗記錄表中。(2)臨界現(xiàn)象觀察觀察a)整體相變現(xiàn)象，b)汽、液兩相模糊不清現(xiàn)象觀察突然降壓CQ狀態(tài)點由臨界點沿絕熱線降到液區(qū)，管內(nèi)CQ出現(xiàn)了明顯的液面；膨脹之后，突然壓縮C6時，這個液面又立即消失了，這就告訴我們這

5、時CQ液體離氣區(qū)也是非常近的，驗證臨界點附近飽和汽液模糊不清的現(xiàn)象。6、t=40、1、二、實驗原始數(shù)據(jù)記錄根據(jù)8.0MPa時的CO2的液體高h(yuǎn)*6.70cm,kA而占即k=57.26Kg.m2可得表一和表二：表一CO等溫實驗原始記錄(有誤差的)P(MPa)hk(*10-3)現(xiàn)象P(MPa)hk(*10-3)現(xiàn)象P(MPa)hk(*10-3)現(xiàn)象4.4118.813.28全部氣體4.4120.093.51全部氣體4.4120.433.57全部氣體4.9016.502.8氣體減少4.9017.913.13氣體減少4.9018.913.30氣體減少5.2014.912.60同上5.6015.322.

6、68同上5.3017.403.04同上5.5014.002.44有液體產(chǎn)生6.2013.402.34同上5.7016.092.81同上5.6013.712.40氣液共存液體增多6.8011.602.02同上6.1014.912.60同上5.7513.192.30同上7.2010.311.80同上6.5013.782.41同上5.9012.002.10同上7.329.591.67同上6.8012.952.26同上6.1010.011.75同上7.448.111.42氣液模糊共存7.0012.512.18同上6.207.811.36同上7.507.421.30同上7.2012.082.11同上6.

7、307.001.22同上7.607.301.27全部為氣體7.4011.582.02同上6.906.701.16氣體全部液化7.707.121.24同上7.6011.021.92同上7.206.701.17全部液體7.807.001.22同上7.8010.631.86同上8.06.701.17同上8.06.911.21同上8.010.211.78同上表二臨界比容uc(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)值實驗值vRTTPC3RTcc8PC0.002160.001420.007010.00263三、實驗結(jié)果整理及誤差分析A、等溫曲線繪制與比較：1、2、比較分析：與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比，由所繪制的等溫線圖和標(biāo)準(zhǔn)曲線相比較可看

8、出，大致趨勢相同，但曲線拐點對應(yīng)v較小，且隨著p增大v增大的幅度更小，實驗結(jié)果存在誤差，20c時，曲線沒有事實那么平坦；隨著溫度的升高，實際曲線與理論曲線逐漸逼近。B、誤差分析：1、進(jìn)口壓力沒有調(diào)零。2、實際讀取的數(shù)據(jù)無法連續(xù)，擬合存在誤差。3、沒有達(dá)到穩(wěn)定，讀的是過程量4、現(xiàn)實中恒溫條件很難保持住四、簡述實驗收獲和對實驗的改進(jìn)意見收獲：通過對二氧化碳臨界狀態(tài)的觀測的和其p-u-t關(guān)系的實驗。了解二氧化碳臨界狀態(tài)的觀察方法，增加了對臨界狀態(tài)的感性認(rèn)識，加深了課堂上工質(zhì)汽化，液化凝、臨界狀態(tài)等概念的理解，意識到實際氣體和理想氣體之間的差別，掌握了分析問題的方法和思路，增加了對工程熱力學(xué)的興趣。改進(jìn)意見：本實驗在搖進(jìn)活塞螺桿，向本體充油對