中南大学化工实验报告

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1、中南大学化学化工学院化工专题实验(2014)实验报告学生姓名郭帅翼学号1505111009专业班级化工1101同组成员黎伟、杨洲游、朱勇秦学桐、李伟豪、巩勇T1•气体PVT关系的研究（热力学，指导教师：李海普）・实验目的1.观测CO?临界状态现象，增加对临界状态概念的感性认识；2.加深对纯流体热力学状态：汽化、冷凝、饱和态和超临流体等基本概念的理解；测定CO?的PVT数据，在PV图上绘出CO?等温线3.掌握低温恒温浴和活塞式压力计的使用方法。二.实验原理纯物质的临界点表示汽液二相平衡共存的最高温度（T（：）和最高压力点（P（：）。纯物

2、质所处的温度高于耳，则不存在液相；压力高于卩门则不存在汽相；同时高于耳和Pc，则为超临界区。本实验测量TvT（：,T=TC和T>T（：三种温度条件下等温线。其中T

3、利用定温的方法测定CO2的P和V之间的关系，获得CO2的P-V-T数据。三.实验装置流程和试剂实验装置由试验台木体、压力台和恒温浴组成（图2-3-1）o试验台木体如图2-3-2所示。实验装置实物图见图2-3-3o实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装有高纯度的CO2气体的承压玻璃管（毛细管）,CO?被压缩，其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进退来调节。温度由恒温水套的水温调节，水套的恒温水由恒温浴供给。co2的压力由压力台上的精密压力表读出(注意：绝对压力二表压+大气压)，温度由水套内精密温度计读出。

4、比容由CO2柱的高度除以质面比常数计算得到。试剂：高纯度二氧化碳。图2-3-1CO2PVT关系实验装置图2-3-2试验台本体1.髙压容器2•玻璃杯3■压力油4■水银5•密封填料6■填料压盖7■恒温水套8■承压玻璃管9-CO210-精密温度计四、实验操作步!1・按图2-3-1装好试验设备。2・接通恒温浴电源，调节恒温水到所耍求的实验温度(以恒温水套内精密温度计为准)。3・加压前的准备——抽油充油操作(1)关闭压力表下部阀门和进入木体汕路的阀门，开启压力台上汕杯的进汕阀。(2)摇退压力台上的活塞螺杆，直至螺杆全部退出。此吋压力台上油筒中抽

5、满了油。(3)先关闭油杯的进油阀，然后开启压力表下部阀门和进入本体油路的阀门。(4)摇进活塞杆，使本体充油。直至压力表上冇压力读数显示，毛细管下部出现水银为止。(5)如活塞杆已摇进到头，压力表上还无压力读数显示，毛细管下部未出现水银，则重复(1)-(4)步骤。(6)再次检查汕杯的进汕阀是否关闭，压力表及其进入本体汕路的二个阀门是否开启。温度是否达到所要求的实验温度。如条件均已调定，则可进行实验测定。1.测定低于临界温度下的等温线(T=20°C或25°C)(1)将恒温水套温度调至T=23°C左右，并保持恒定。(2)逐渐增加压力，压力为4

6、.0MPa左右(毛细管下部出现水银而)开始读取相应水银柱上端液面刻度，记录第一个数据点。读取数据前，一定要有足够的平衡时间，保证温度、压力和水银柱高度恒定。(1)提高压力约0.2MPa,达到平衡时，读取相应水银柱上端液面刻度，记录第二个数据点。注意加压时，应足够缓慢的摇进活塞杆，以保证定温条件，水银柱高度应稳定在一定数值，不发生波动时，再读数。(2)按压力间隔0.2MPa左右，逐次提高压力，测量第三、第四……数据点，当出现第一小滴CO2液体时，则适当降低压力，平衡一段时间，使CO?温度和压力恒定，以准确读出恰出现第一小液滴CO?时•的

7、压力。(3)注意此阶段，压力改变后CO?状态的变化，特别是测准出现第一小滴CO?液体时的压力和相应水银柱高度及最后一个CO2小汽泡刚消失时的压力和相应水银柱高度。此二点压力改变应很小，要交替进行升压和降压操作，压力应按出现第一小滴CO2液体和最后一个CO2小汽泡刚消失的具休条件进行调整。(4)当CO?全部液化后，继续按压力间隔0.2MPa左右升压，直到压力达到S.OMPa为止(承压玻璃管最大压力应小于8.0MPa)o5•测定临界等温线和临界参数，观察临界现彖(1)将恒温水套温度调至T二31.1°C左右，按上述4的方法和步骤测出临界等温

8、线，注意在曲线的拐点(P二7.376MPQ附近，应缓慢调整压力(调压间隔可为O.OSMPa),以较准确的确定临界压力和临界比容，较准确的描绘出临界等温线上的拐点。(2)观察临界现象久临界乳光现象保持临界温度不变，摇进活塞