Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
64
принято значение 194,680 К (по Термодинамической температурной шкале), а допуск (±0,005К) назначен с учетом реального расхождения независимых измерений. В табл. 8 приведены значения параметров в тройной точке СОг, найденные из экспериментальных данных о /?, Г-зависимости не только по кривой сублимации, но и по кривым кипения и плавления.
Таблица 7
Экспериментальные значения температуры в нормальной точке сублимации СОг (рн.т.с.=760 мм рт. ст.)
Год
Авторы
Температура,
Температура, К
Источник
1902 Кюнен, Робсон
1913 Сименс
1921 Хеннинг, Шток
1931 Хойзе, Отто
1932 Хойзе, Отто
1933 Мейерс, Ван Дузен
1934 Аояма, Канда 1937 Джиок, Иган 1956 Амброз
—78,32 —78,45 —78,52 (—78,483) (—78,471±0,001) —78,514 -78,51 (—78,45±0,03) —78,508±0,002
194,83 194,70 194,63 (194, 667) . (194,679±0,001) 194,636 194,64 (194,70+0,03) 194,642+0,002
[2.87]
[2.110]
[2.79]
[2.81]
[2.81]
[2.98]
[2.52]
[2.75]
[2.51]
Он.т.с = 194,643±0,005 К
(Гн.т.с = 194,680± 0,005 К)
Примечание. В скобки заключены значения Гн.т.с. по ТТШ, без скобок — значения вн.т.с. по МПТШ-48.
Таблица 8
Экспериментальные значения температуры, давления и теплоты плавления
в тройной точке С02
Температу- Давление, Теплота
Год Авторы ра, °С бар плавления, Источник
кДж/кг
1895 1902 1906 1926 1928 1933
1950
1957
1960
5-2961
Виллар, Джерри Кюнен, Робсон Целеньи, Смит Маас, Барнес Эйкен, Хаук Мейерс, Ван Дузен
—56,7 -56,24 -56,4 -56,2 —57,5 -56,602+ ±0,005 Михельс, Вассена-ар, Цвитеринг, Смите (—56,57)
Михельс, Вассена-
ар, Слайтерс, (—56,572± Грааф ±0,001)
Клюзиус, Пиесбер-ген, В ар де —56,50
7,тр.р = 216,580±0,002 К, р=
5,168 5,168 5,178
5,180
5,186
5,170
5,168 =5,180±0,005.
189,2 180,6
[2.118]
[2.87]
[2.1211
[2.95]
[2.72]
— [2.98]
— [2.101]
— [2.102] ~ [2.65]
65
Для Гтр.т двуокиси углерода наиболее достоверное значение получено, по-видимому, в Амстердамской лаборатории [2.102]. Целью этого исследования являлось установление дополнительных репер температурной шкалы. Здесь измерения температуры выполнены с помощью образцового платинового термометра сопротивления в специальной экспериментальной ячейке, в которой обеспечено равновесное сосуществование трех фаз. Полученное в работе [2.102] значение температуры в тройной точке СОг близко к значению 216,580 К или —56,57° С, воспроизводится с высокой точностью и хорошо согласуется с результатами более ранних измерений, выполненных А. Михельсом, Блайссе и Коэнс (1942 г.), а также Мейер-сом и Ван Дузеном [2.98]. Заметно отличающееся значение ГТр.т получено в работе [2.65], посвященной исследованию кривой плавления (см. разд. 2.2). По мнению авторов работы, это отличие может быть объяснено неточностью определения абсолютной температуры, которая находилась с помощью газового термометра, заполненного насыщенным паром пропана (С3Н8).
Расхождения данных разных авторов о давлении рТр.т относительно большие и в качестве исходного для построения интерполяционных р, Г-уравнений нами принято значение 5,186 бар, найденное в работе [2.2] из экспериментальных данных Амстердамской лаборатории [2.101] о давлении пара над жидкой С02 (см. разд. 2.3).
Плотность конденсированной фазы. Экспериментальные данные о плотности твердой СОг охватывают интервал Т = = 20 — 194 К (см. табл.. 5) и получены в [2.58, 2,80,2,95] пикно-метрическим методом, а в [2.82] — рентгенографическим. В последнем случае сообщаются измеренные значения постоянной решетки а0, а также интерполяционная формула
Как известно, для гранецентрированной кубической решетки () = 4М/(ЛГАао3). Следовательно, по формуле (2.3) плотность твердой С02при 0 К равна (дТв)г=о,к=1719 кг/м3.
На участке от нормальной точки сублимации до тройной точки экспериментальные данные, к сожалению, отсутствуют. Поэтому плотность твердой СОг при ГТр.т была определена косвенным путем с использованием имеющихся данных о кривых кипения и плавления. Из опытных данных о р, Г-зависимо-сти на кривой плавления найдено [2.2], что в тройной точке
Т ((*?м\ = 1007,1 +0,4 Дж/см3. Поскольку в соответствии
\ ЛТ /То
с уравнением Клапейрона — Клаузиуса
а0 = 5,540 + 4,679 • 10~бГ2А.
(2.3)
(2.4)
66
то плотность твердой фазы можно вычислить, если известны тепловой эффект плавления АЯПЛ и удельный объем жидкой фазы v' при Г0. По рекомендуемой в разд. 2.3 интерполяционной формуле (2.32) v'T = 0,8484 см3/г, а по табл. 8 находим, что А#пл = 185 ± 4 кДж/кг. В этом случае величина скачка объема при плавлении будет равна ДиПл = 0,184 ± 0,004 см3/г и Qtb, т0 = 1505 ± 9 кг/м3. Это значение плотности твердой фазы в тройной точке в совокупности с имеющимися опытными данными [2.58, 2.80, 2.95] было использовано при построении интерполяционного уравнения
Рте = 1501
(Т0 — Т) -103 4,8 (Г0-Г)+247
кг/м3
(2.5)
Уравнение (2.5) можно использовать до температуры порядка 120 К. При меньших температурах оно дает заниженные значения етв (рйс. 8). В работе [2.26] сообщаются сглаженные значения коэффициента линейного расширения а в интервале Г= = 13—139 К. Погрешность опытных данных оценивается в 2% при температуре выше 50 К, 5% в интервале Г=20 — 50 К, а при Г<20К ошибка может достигать 10%. Связь между
