二氧化碳PVT关系仪实验旨在研究二氧化碳在不同温度和压力下的状态变化及参数关系,以下是详细介绍:
一、实验目的
掌握测定方法:掌握二氧化碳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。
理解基本概念:加深对工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
观测临界现象:观察在临界状态附近汽液两相互变的现象,测定二氧化碳的临界参数(如临界压力Pc、临界比容Vc、临界温度tc)。
验证气体状态方程:观察二氧化碳在压力、体积、温度变化时的相互关系,验证气体状态方程是否适用于实际气体。
二、实验设备
二氧化碳PVT关系仪通常由以下几部分组成:
压力台:用于提供和调节实验所需的压力。
恒温器:用于精确控制实验温度,通常配备有恒温水浴和温度控制系统。
实验台本体:包括高压容器、玻璃杯、承压玻璃管、温度计等部件,用于容纳和测量二氧化碳气体。
数据采集系统:用于自动记录实验过程中的压力、体积和温度等参数。
安全防护装置:如防护罩、漏电保护器等,确保实验过程的安全。
三、实验步骤
准备实验设备:按照实验装置图连接好各部件,检查气密性,确保无泄漏。
设定初始条件:将二氧化碳气体充入密闭容器,设定初始温度(如25),记录此时的压力与体积。
改变条件并记录数据:
缓慢推动活塞减小体积,每次改变体积后等待一段时间让系统稳定,记录对应的压力与温度数值。
重复该过程多次,获得不同体积下的压力变化数据。
接着调整恒温水浴温度至其他值(如30、35),重复上述步骤,观察温度对压力与体积关系的影响。
观察临界现象:在接近临界温度和压力时,仔细观察汽液两相的变化现象,如临界乳光、汽液整体相变等。
整理实验数据:将实验数据整理成表格,绘制压力-体积曲线、压力-温度曲线、体积-温度曲线等。
四、数据分析
对比理论值:将实验数据与理想气体状态方程PV=nRT的计算值进行对比,计算实际值与理论值的偏差百分比。
分析误差来源:若偏差超过一定范围(如5%),需分析误差来源,如温度控制精度不足、活塞移动导致气体轻微泄漏、传感器校准误差等。
讨论实验结果:根据实验数据和分析结果,讨论二氧化碳在不同条件下的状态变化规律以及这些状态参数之间的相互关系。
喷管实验台 制冷制热实验台 换热器综合