实验3二氧化碳气体PVT关系的测定VIP专享

1 天 津 大 学 热工基础与应用实验报告 学校院系 ：天津大学机械工程学院 指导教师 ： 学生姓名 ： 准考证号 ： 2 实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定 一、实验目的 1. 了解CO2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。 2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO2的P-V-T 间关系测定方法。观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。 二、实验任务 1．测定CO2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P—V 图上绘制出 t 为 20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。 2．观察饱和状态，找出 t 为 20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。 3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。 4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。 三、实验原理 一、水蒸气的定压发生过程 取初始状态a 时水的压力为 p，而温度与三相点温度相同，即为 0.01 ℃，因该温度低于压力 p 所对应的饱和温度 ts，故处于未饱和水状态。为使容积变化时保持压力不变，假设容器为具有活塞的气缸，如图 3-1a 所示。当水受热时，水的温度升高，比体积略有增加，直到水的温度升高到压力 p 所对应的饱和温度 ts时，全部水变成饱和水，如图 10-1b 所示。其状态变化过程，如图 3-2 中过程a-b 所示。 a b c d e 图 3-1 水蒸气定压发生过程示意图 3 图 3-2 水 蒸 气 定 压 发 生 过 程 p-v 和 t-s 示 意 图 对 水 继 续 加 热 ， 水 开 始 汽 化 ， 逐 渐 由 饱 和 水 转 变 成 饱 和 水 蒸 气 ， 如 图 10-1c 所 示 ， 未 汽化 的 部 分 仍 保 持 为 饱 和 水 状 态 。 汽 化 过 程 中 饱 和 水 与 饱 与 水 蒸 气 的 温 度 和 压 力 都 保 持 不 变 ，但 两 者 混 合 物 的 容 积 增 长 很 快 ， 即 混 合 物 的 折 合 比 体 积 vx 增 加 很 快 。 当 饱 和 水 全 部 转 变 为饱 和 水 蒸 气 时 ， 即 达 到 干 饱 和 水 蒸 气 状 态 ， 如 图 10-1d 所 示 。 因 为 饱 和 水 定 压 汽 化 成 为 干 饱和 水 蒸 气 的 过 程 也 是 定 温 过 程 ...