Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Михельс, Левельт и Де Граафф исследовали весьма чистый аргон, содержавший в качестве примесей лишь сотые доли процента метана. Было проведено 27 серий измерений для разных заполнений пьезометра, каждая серия начиналась при 25° С и заканчивалась при низких температурах. Для жидкого аргона получены данные на изотермах —122,5; —125; —130;
— 135 и —140° С (от 11 до 3 точек на каждой); помимо этого, получено 11 опытных точек при 10 различных температурах в интервале —124 -г-—155° С. Максимальное давление на изотермах уменьшалось по мере понижения температуры (от 301 атм при —122,5° С до 157 атм при
— 140° С).
В работе [123] получены опытные данные о термических свойствах газообразного и жидкого аргона в состоянии насыщения при температурах до —156° С. Эти данные были использованы в работе [70] при состав-
7*
99
лении таблиц термодинамических свойств аргона. Михельс и соавторы привели также таблицу значений pv при круглых значениях температур и плотностей, включая область жидкости до —140° С и 640 Амага, и подробную таблицу сглаженных значений ортобарических плотностей в интервале температур от —153" С до критической.
Вскоре И. А. Роговая и М. Г. Каганер [127] исследовали сжимаемость аргона в интервале температур —183-^0° С при давлениях до 200 атм. Экспериментальная установка, описанная авторами ранее [128], работала по методу пьезометра постоянного объема. Количество вещества в пьезометре определялось объемным способом с .помощью трех калиброванных сосудов, помещенных в термостат. Температуру измеряли образцовым платиновым термометром сопротивления, погруженным в криостат, а равномерность распределения температур в последнем контролировали с помощью дифференциальных термопар. Во время опытов температура крио-стата поддерживалась постоянной с погрешностью ±0,01 град при помощи фотоэлектронного терморегулятора. Температура в термостате регулировалась с погрешностью ±0,05 град; при этом использовался контактный ртутный термометр. Для измерения давления газа служил поршневой манометр. Масло, заполняющее манометр, отделялось от исследуемого газа с помощью мембранного дифференциального манометра и ртутного уравнителя; благодаря последнему снижалась погрешность измерений разности давлений до 0,01 % абсолютного давления. Давление газа в калиброванных сосудах измерялось ртутным манометром с погрешностью 0,05 мм рт. ст.
Авторы [128] использовали четыре пьезометра емкостью от 7 до 400 см3, что позволило проводить опыты в широком диапазоне изменения удельного объема. Калибровку пьезометров проводили многократно, и погрешность определения объемов составляла 0,02%. Поправка на влияние балластного объема определялась с погрешностью 0,05% (по отношению к объему наименьшего пьезометра). Экспериментаторы учитывали также поправки на изменение объема пьезометра при изменениях температуры и давления. Объем газометра был определен с погрешностью ±0,03%.
Для проверки установки проведены опыты с воздухом, очищенным от двуокиси углерода и паров воды. Полученные данные о сжимаемости воздуха при температурах 0; —50 и —100° С и давлениях от 20 до ПО кГ/см2 согласуются с экспериментальными [125, 129] с погрешностью О—0,07%. Авторы [128] считали, что установка позволяет измерить удельные объемы в области температур от 20 до —200° С и давлений до 200 кГ/см2 с погрешностью ±0,05%. Указанная оценка представляется заниженной, поскольку при суммировании погрешностей определения объемов ошибка могла достигать 0,1 %, а погрешность измерения давления поршневым манометром в работе не указана.
Исследованный И. А. Роговой и М. Г. Каганером аргон содержал менее 0,02% примесей — азота и кислорода. В работе [127] получены экспериментальные данные на 11 изотермах, из которых три (—135,03; —150,08 и —183,02° С) относятся к области жидкости. На указанных изотермах приведено от 6 до 8 опытных точек. Авторы отмечают, что отдельные точки в газовой фазе отклоняются на 0,5% от результатов Гольборна и Отто [91 ] и Михельса, Левельта и Де Грааффа [123]. Такие расхождения подтверждают справедливость высказанного выше сомнения в высокой точности данных [127].
Ван-Иттербик и Вербек [42] первоначально определили плотность жидкого аргона в узком интервале температур на четырех изотермах (86,637; 87,915; 89,13 и 90,55° К) при давлениях до 150 кГ/см2 по методике, принятой в их лаборатории. Позднее Ван-Иттербик, Вербек и Стаес [46] опубликовали данные о плотности жидкого аргона в более широкой области температур и давлений. Эти исследователи использовали ту же экспе-
100
риментальную установку, что и в предыдущих работах, внеся в нее ряд усовершенствований. Применявшийся ранее пружинный манометр был заменен поршневым; для отделения масла, заполняющего последний, от исследуемого вещества был использован мембранный дифференциальный манометр. Разность давлений определялась с погрешностью 0,013 кГ/см2 при давлениях до 300 кГ/см2. Температура измерялась с погрешностью менее 0,01 град платиновым термометром сопротивления, калиброванным в Лейдене. Постоянство температуры обеспечивалось электронным устройством с отклонением 0,01 град. Чистота исследованных веществ (аргона и метана) в работе [46] не указана. Ван-Иттербик, Вербек и Стаес получили р, V, Т-данные для жидкого аргона на 11 изотермах в интервале 90,13— 148,25° К. Число опытных точек на отдельных изотермах составляло от 7 до 16. Максимальное давление достигало 251—299 кГ/см2.
