二氧化碳临界状态观测及p
实验十六 二氧化碳临界状态观测及p
实验十六二氧化碳临界状态观测及p-V-T关系测定一、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
2、加深对理论课所讲的工质的热力学状态：凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
3、掌握CO2的p-V-T关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4、学会活塞式压力计，恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。
二、实验原理对于真空气体，因分子间引力的作用，若把实验温度降到一定程度后，将会出现液化现象，如果对真空气体的pVT行为作一完整的测定。
就能进一步反应出真空气体的液化过程及另一重要的物理性质——临界点。
如图1所示，以CO2为例所测的p-V标准曲线图，分析真实气体的性质。
图1 CO2的P—V关系图对理想气体p-V m图上的恒温线应为“pV m= RT = 常数”的曲线，不同温度只是对应的常数不同而已。
然而，对于真空气体，恒温线一般分为三种类型：即T > T c、T = T c、T < T c （T c为临界温度）。
对CO2来说，分类的的温度界线是31.1℃。
对简单可压缩系统，当工质处于平衡状态时，其状态分布函数p、V之间有：f ( p、V、T )= 0，或T =( p、V )。
本实验就是根据上式，采用等温方法来测定CO2的p、V之间的关系从而找出CO2的p-V-T的关系。
三、实验设备及说明1、整个实验装置由压力台、恒温器和试验台本体及其防护罩三大部分组成，如图二所示。
图2 CO2试验系统图1-恒温水浴2-恒温水套3-温度计4-承压玻璃管（水银、CO2）5-摇把6-压力计7-油杯阀门进8-进本体油路的控制阀门9-压力表阀门10-高压容器11-油缸2、实验中由压力台送来的压力油进入高压容器的玻璃杯上部，有水银进入预先装带CO2气体的承压玻璃管CO2被压缩。
其中容积是通过压力台上的活塞杆的进退来调节，温度由恒温器供水夹套里的水温来调节。
3、实验工质二氧化碳的压力由装在压力台上的压力表读出，温度由插在恒温水套中的温度计读出。
二氧化碳临界状态观测及p-v-T关系实验
二氧化碳临界状态观测及p-v-T关系实验1.实验目的（1）了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
（2）加深对课堂所讲的工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
（3）掌握CO2的p-v-T关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
（4）学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。
2.实验装置（1）整个实验装置由压力台，恒温器和试验本体及其防护罩三大部分组成，（2）对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p、v、T 之间有：F(p，v，T) = 0或 T = f (p，v)， 1）本试验就是根据式1)，采用定温方法来测定CO2的p-v之间的关系。
从而找出CO2的p-v-T之间的关系。
（3）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，迫使水银进入先装了CO2气体的承压玻璃管。
CO2被压缩，其压力和容积通过压力台上的活塞的进、退来调节，温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。
实验工质二氧化碳的压力由装在压力台上的压力表读出(如要提高精度可由加在活塞转盘上的平衡砝码读出，并考虑水银柱高度的修正)。
温度由插在恒温水套中的温度计读出。
比体积首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来度量，而后再根据承压玻璃内径均匀、截面积不变等条件换算得出。
3.实验步骤（1）按图1.1装好试验设备，并开启试验本体上的日光灯。
（2）使用恒温器调定温度（3）①将蒸馏水注入恒温器内，注至离盖30～50mm为止。
检查并接通电路，开动电动泵，使水循环对流。
②旋转电接点温度计顶端的帽形磁铁调动凸轮示标使凸轮上端面与所要调定的温度一致，要将帽形磁铁用横向螺钉锁紧，以防转动。
③视水温情况，开、关加热器，当水温未达到要调定的温度时，恒温器指示灯是亮的，当指示灯时亮时灭时，说明温度已达到所需恒温。
④观察玻璃水套上两支温度计，若其读数相同且与恒温器上的温度计及电接点温度计标定的温度一致时(或基本一致)则可(近似)认为承压玻璃管内的CO2的温度处于所标定的温度。
二氧化碳临界状态观测及pvT关系试验课件
结果分析
分析测试数据，得出 PVT关系曲线和相关 参数。
CHAPTER 04
二氧化碳临界状态与pvt关系 的联系
二氧化碳临界状态对pvt关系的影响
相变压力变化
在二氧化碳的临界点，气液相的 压力趋于一致，导致pvt关系发生
显著变化。
密度和体积变化
随着温度和压力的增加，二氧化碳 的密度和体积在临界点附近有突变 ，对pvt关系产生影响。
二氧化碳临界状态的定义
定义
重要性
二氧化碳临界状态是指气体在一定温 度和压力下，达到饱和状态后，无法 继续溶解或液化，呈现一种特殊的物 理状态。
二氧化碳临界状态在气体压缩、制冷 、能源利用等领域具有广泛应用，对 于热力学研究和工业应用具有重要意 义。
特征
在临界状态下，二氧化碳的密度、粘 度、热导率等物理性质发生显著变化 ，表现出与常规气体状态不同的特性 。
工业应用
在实际工业过程中，掌握二氧化 碳的临界状态和pvt关系有助于 优化生产过程，降低能耗和排放
。
CHAPTER 05
结论
研究成果总结
二氧化碳临界状态观测
通过实验，我们成功观测到了二氧化碳在临界状态下的物理特性。实验数据显示，二氧化 碳在临界点附近表现出显著的温度和压力变化，这验证了相变现象的存在。
温度传感器
用于测量温度。
高压PVT测试仪
用于模拟不同压力 和温度下的PVT关 系测试。
压力传感器
用于测量压力。
待测流体
石油、天然气或相 关流体。
试验步骤
准备样品
将待测流体盛装在样 品容器中。
设定参数
设定所需的压力和温 度参数。
开始测试
启动高压PVT测试仪 进行测试。
二氧化碳临界状态观测及P-V-T的测定实验
室温：25℃大气压：Mpa 组别：第 组姓名：说明：2、温度为31.3℃，在第17个测量点，压力为7.25MPa（绝压）附近接近临界点出现临界现象。
实验一：二氧化碳临界状态观测及P-V-T的测定实验实验日期： 2011年 月 日1、温度为26.3℃，在第14个测量点，压力为6.5MPa附近出现第一滴液体。
饱和液体饱和气体压力= 6.0031MPa压力= 6.0031MPa温度=22℃温度=22℃密度=750.7685kg/m3密度=211.084kg/m3比容= 1.33E-03m3/kg比容= 4.74E-03m3/kg比焓= 262.9275kJ/kg比焓=403.2648kJ/kg比熵= 1.2105kJ/(kg·℃)比熵= 1.686kJ/(kg·℃)定容比热= 1.0279kJ/(kg·℃)定容比热= 1.109kJ/(kg·℃)定压比热= 4.8464kJ/(kg·℃)定压比热= 5.5186kJ/(kg·℃)内能= 254.9316kJ/kg内能=374.8255kJ/kg音速= 314.0765m/s音速=193.6393m/s导热系数= 0.0834W/(m·℃)导热系数=0.0375W/(m·℃)动力粘度= 6.27E-05Pa·s运动粘度= 1.88E-05Pa·s运动粘度= 8.35E-08m2/s动力粘度=8.93E-08m2/s介电常数= 1.4522介电常数= 1.113室温：℃大气压：Mpa 组别：第 组姓名：说明：2、温度为31.3℃，在第26个测量点，压力为8.00MPa（绝压）附近接近临界点出现临界现象。
实验一：二氧化碳临界状态观测及P-V-T的测定实验实验日期： 2011年 月 日1、温度为22℃，在第16个测量点，压力为6.0MPa附近出现第一滴液体。
饱和液体饱和气体压力= 6.0031MPa压力= 6.0031MPa标准比容温度=22℃温度=22℃0.002139密度=750.7685kg/m3密度=211.084kg/m3比容= 1.33E-03m3/kg比容= 4.74E-03m3/kg比焓= 262.9275kJ/kg比焓=403.2648kJ/kg比熵= 1.2105kJ/(kg·℃)比熵= 1.686kJ/(kg·℃)定容比热= 1.0279kJ/(kg·℃)定容比热= 1.109kJ/(kg·℃)定压比热= 4.8464kJ/(kg·℃)定压比热= 5.5186kJ/(kg·℃)内能= 254.9316kJ/kg内能=374.8255kJ/kg音速= 314.0765m/s音速=193.6393m/s导热系数= 0.0834W/(m·℃)导热系数=0.0375W/(m·℃)动力粘度= 6.27E-05Pa·s运动粘度= 1.88E-05Pa·s运动粘度= 8.35E-08m2/s动力粘度=8.93E-08m2/s介电常数= 1.4522介电常数= 1.113。
二氧化碳临界状态观测及pvt关系测定
二氧化碳临界状态观测及pvt关系测定概述二氧化碳（CO2）是一种广泛应用于许多领域的重要工业气体。
为了深入了解其行为和特性，需要进行相应的实验研究。
本文旨在介绍CO2的临界状态观测和PVT（压力、容积、温度）关系测定的方法及其结果。
实验设计实验的首要部分是测定CO2的临界状态。
临界点是物理学和化学学中的基本概念之一，指的是物质在特定温度和压力下变成气相或液相的条件下的状态。
在CO2的临界状态下，液体和气体之间的界面将消失，即液体和气体将具有相同的密度和折射率。
CO2的临界状态可以通过变压法或变温法两种方法来测定。
变压法：首先将CO2装入一个加热器中，然后使用恒定的体积发生器将空气推出。
当CO2的压力高于临界点压力时，CO2的压缩率将减少。
当压力低于临界点时，CO2的压缩率将增加。
通过不断改变压力，直到找到压力等于临界点压力的点，记录相应的体积和温度。
随着压力逐渐逼近临界点，CO2的密度将不断增加，因此固定的体积将能够容纳更多的物质。
同时，CO2的均压率也会随着温度的升高而下降。
变温法：在该方法中，CO2的压力将保持不变。
随着温度逐渐升高，CO2的密度将不断减小，因此具有相同体积的CO2气体将占据更大的空间。
当温度达到临界点时，CO2的密度将达到其最小值，并且液体和气体阶段不再区分。
此时，测定相应的体积和温度。
第二个实验目的是测定CO2的PVT关系。
这被认为是将实验测量的温度、压力和容积数据和理论计算之间的比较。
通过这些测量，可以确定物质的状态方程和其他要素，这可以用于预测物质的特性和行为。
测量过程为了进行实验，使用石英玻璃管作为高压容器，该容器可以在高达300个大气压的压力下工作，并且具有胶带衬里以确保材料的完整性。
之后将必要量的CO2注入其中，并通过自然升温达到目标温度。
然后，通过记录压力和容积的变化来跟踪CO2的状态。
结果和讨论CO2的临界点压力被测定为7.4 MPa，临界温度为31.2℃。
二氧化碳临界现象观测及pvt关系的测定
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二氧化碳pvt关系测定及其临界状态观测
二氧化碳pvt关系测定及其临界状态观测二氧化碳的PVT关系是指其在压力（P）、体积（V）和温度（T）之间的相互关系。
测定二氧化碳的PVT关系是了解其物理性质的重要手段，对于工业过程控制、气体储存运输、环境监测等领域具有重要意义。
要测定二氧化碳的PVT关系，通常需要采用实验方法。
在实验中，可以通过控制温度、压力和体积等参数，测量二氧化碳在不同条件下的物理性质，如密度、比热容、热导率等。
通过这些测量数据，可以推导出二氧化碳的PVT关系。
在测定二氧化碳的PVT关系时，需要注意其临界状态。
临界状态是物质在特定温度和压力下的特殊状态，此时物质的气相和液相界限消失，无法通过常规方法区分气态和液态。
二氧化碳的临界状态具有以下特点：1.临界温度：二氧化碳的临界温度为31.1℃。
当温度高于临界温度时，无论压力如何，二氧化碳都只表现为气态；当温度低于临界温度时，随着压力的升高，二氧化碳将逐渐呈现液态。
2.临界压力：二氧化碳的临界压力为7.38MPa。
当压力高于临界压力时，无论温度如何，二氧化碳都只表现为液态；当压力低于临界压力时，随着温度的升高，二氧化碳将逐渐呈现气态。
在测定二氧化碳的PVT关系时，需要注意控制实验条件，特别是温度和压力，以避免达到临界状态。
一旦达到临界状态，二氧化碳的气液相界限消失，常规的测量方法将无法准确测定其PVT关系。
为了观测二氧化碳的临界状态，可以采用高温高压实验设备。
在这些实验设备中，可以将二氧化碳置于高温高压的环境中，并通过监测其物理性质的变化来观测其临界状态。
需要注意的是，由于临界状态的特殊性，观测过程中需要采用特殊的测量方法和仪器，如光电容积仪、超声波流量计等。
除了实验观测外，还可以通过理论计算来预测二氧化碳的PVT 关系和临界状态。
常用的理论模型包括理想气体状态方程、范德瓦尔方程等。
通过将这些理论模型应用于二氧化碳的PVT关系计算中，可以预测其在不同条件下的物理性质和行为特性。
综上所述，二氧化碳的PVT关系测定及其临界状态观测是了解其物理性质的重要手段。
二氧化碳临界状态及p
二氧化碳临界状态观测及p-v-t测定————岑滨池一、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
2、增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
3、掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4、学会活塞式压力计，恒温器等热工仪器的正确使用方法。
二、实验内容1、测定CO2的p-v-t关系。
在p-v坐标系中给出低于临界温度（t=20℃）、临界温度（t=31.1℃）和高于临界温度（t=50℃）的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。
2、测定CO2在低于临界温度（t=20℃、27℃）饱和温度和饱和压力之间的对应关系，并与图中ts -ps曲线比较。
3、观测临界状态（1）临界状态附近气液两相模糊的现象。
（2）气液整体相变现象。
（3）测定CO2的pc、vc、tc等临界参数，并将实验所得的vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比较，简述其差异原因。
三、实验设备及原理整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成（如图一所示）。
图一试验台系统图图二试验台本体试验台本体如图二所示。
其中1－高压容器；2－玻璃杯；3－压力机；4－水银；5－密封填料；6－填料压盖；7－恒温水套；8－承压玻空间；10－温度计。
璃杯；9－CO2对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p、v、t之间有：)t,v,p(F=或)v,p(Ft=（1）本实验就是根据式（1），采用定温方法来测定CO2的p-v-t关系，从而找出CO2的p-v-t关系。
实验中，压力台油缸送来的压力由压力油传入高压容器帮玻璃杯上半部，迫使水银进入预先CO2气体的承压力玻璃管容器，CO2被压缩，其压力通过压力台上的活塞杆的进、退来调节。
温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。
实验工质二氧化碳的压力值，由装在压力台上的压力表读出。
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气液吸收传质系数测定
一、实验目的
1、学会气液吸收系数测定的方法
2测定不同二氧化碳浓度下的气液吸收系数
3、测定不同气体、液体流量下的气液吸收系数
4、测定不同气、液相搅拌速度下的气液吸收系数
二、实验原理
二氧化碳与氢氧化钠的反应为不可逆瞬间反应，按双膜模型，导出了吸收速率与吸收剂中活性组分浓度的关系式：
()111/1111------------⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∙∙=g l g B A B K HK P C D D v Adt dw 式中：Pg ——混合气体中二氧化碳的分压
V=2；
1A D ,1B D ——二氧化碳，游离氢氧化钠在液相中的扩散系数；
1B C ——液相中游离氢氧化钠的浓度；
H ——亨利系数
l K , g K ——气相气液相传质系数； 上式可写成如下形式：
()()212-------------------+==B g g co rC p K N Adt dw ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=∙=g t g A B v K HK K D D H r 11/1111 推动力项1cb g r P +随吸收剂中活性组分浓度1B C 增大而增大，但1B C 增至转折点（临界浓度1B C ）以上，1B C 的变化不再影响吸收过程，即在Pg 恒定的情况下，当1B C 〉Bc C 时，吸收推动力与Bc C 值的相同而
g g B A BC P K
K D D V C ∙∙∙=11 代入（2）式得：g g CO P K N =2
即是说，当液相中吸收剂活性组分大于临界浓度时，吸收速率与液相中吸收剂的活性组
分浓度无关，属气膜控制，二氧化碳的吸收速率为：
g g co P K N Adt
dw ==2 实验在双搅拌全返混反应釜内进行，按全返混反应釜特性，出口物料组成与釜内组成相同，故测定出口气体二氧化碳的摩尔分率及釜内气体压强可求出二氧化碳的分压Pg ，通过测定进出口碱液重二氧化碳的浓度，碱液流量，可求出二氧化碳的吸收速率，进而可按上式求出传质系数。
三、实验装置
实验装置流程如下图所示。
设备主要由下面几部分组成：双搅拌玻璃反应器、转子流量计、质量流量计、阀门、热导池检测器、转速控制器、直流无刷电机及数据采集系统。