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恒奧德電腦型二氧化碳P-V-T關(guān)系儀操作步驟
更新時(shí)間:2025-12-24
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電腦型二氧化碳P-V-T關(guān)系儀操作步驟
二氧化碳P-V-T關(guān)系儀是一種用于測(cè)定二氧化碳在不同溫度下壓力-體積-溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,其操作原理基于定溫法,通過(guò)控制溫度并測(cè)量壓力與比容的變化來(lái)繪制等溫線。?
?實(shí)驗(yàn)原理:? 二氧化碳作為實(shí)際氣體,其P-V-T關(guān)系不遵循理想氣體狀態(tài)方程,而是需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。在平衡狀態(tài)下,壓力P、體積V和溫度T滿足特定函數(shù)關(guān)系F(P,V,T)=0。實(shí)驗(yàn)采用定溫法,在恒定溫度下改變壓力,觀測(cè)體積變化,從而繪制P-V等溫線。低于臨界溫度時(shí),等溫線會(huì)出現(xiàn)氣液相變平臺(tái);在臨界點(diǎn)(臨界溫度tc=31.1℃、臨界壓力pc=7.38MPa、臨界比容vc=0.0747m3/kg),等溫線出現(xiàn)拐點(diǎn),且氣液兩相界限消失;高于臨界溫度時(shí),等溫線為光滑曲線。?
?操作步驟:? 裝置主要由壓力臺(tái)、恒溫器和實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體組成。操作流程包括:
?準(zhǔn)備階段?:向恒溫器注入水至離蓋30~50mm,接通電路并啟動(dòng)水泵,調(diào)節(jié)溫度至設(shè)定值(如20℃、27℃或50℃)并保持恒溫。
?加壓前準(zhǔn)備?:關(guān)閉壓力表及進(jìn)入本體油路的閥門,開啟壓力臺(tái)油杯進(jìn)油閥,搖退活塞螺桿抽油,然后關(guān)閉油杯閥門,開啟壓力表和油路閥門,搖進(jìn)活塞螺桿充油,重復(fù)此過(guò)程直至壓力表有讀數(shù)。
?測(cè)量過(guò)程?:在恒溫下緩慢搖進(jìn)活塞螺桿增加壓力,觀察二氧化碳體積變化(通過(guò)承壓玻璃管內(nèi)水銀柱高度變化間接測(cè)量比容),記錄不同壓力下的數(shù)據(jù)。加壓時(shí)需保證緩慢以維持等溫平衡,避免讀數(shù)不準(zhǔn)。
?數(shù)據(jù)記錄?:記錄壓力、水銀柱高度(換算為比容)及現(xiàn)象(如液化、汽化),重復(fù)測(cè)量多組數(shù)據(jù)。?
?關(guān)鍵操作要點(diǎn):?
?溫度控制?:恒溫器通過(guò)水循環(huán)確保溫度穩(wěn)定,溫度設(shè)定需覆蓋低于、等于和高于臨界溫度(如20℃、27℃、31.1℃、50℃)。
?壓力調(diào)節(jié)?:壓力通過(guò)壓力臺(tái)活塞螺桿進(jìn)退調(diào)節(jié),加壓過(guò)程必須緩慢以保證等溫條件,否則易導(dǎo)致平衡滯后。
?比容測(cè)量?:由于直接測(cè)量困難,比容通過(guò)水銀柱高度h與已知點(diǎn)(如27℃、9MPa時(shí)h0)的線性關(guān)系間接計(jì)算,公式為v = k(h - h0),其中k為常數(shù)。
?臨界現(xiàn)象觀察?:在臨界溫度下,可觀察到氣液整體相變(壓力微變導(dǎo)致突變)和模糊現(xiàn)象(汽液界限不清)
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