Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Как известно, на изотермах Г<СГкр и изохорах г><СаКр искомые состояния выделяются достаточно уверенно, но по мере приближения к критической точке излом изотерм и изохор становится все менее ярко выраженным и точность графического определения (/ и резко понижается. Точность определения плотности этими способами существенным образом зависит также от точности измерения давления насыщенного пара и степени приближений к равновесному состоянию в двухфазной области, которое реализуется после весьма длительной выдержки. Поэтому при обобщении опытных данных о плотности на линии насыщения желательно приводить полученные в разных работах значения (/ и Q" к единой рн, Г-зависимости, если отклонения рн существенны. Так, например, полученные в работе [3.72] значения рн в интервале Т=276—300 К в среднем на 0,1—0,15% ниже принятых нами (см. рис. 14). Если теперь исправить рн, то соответствующие тем же р, V, Г-данным в однофазной области значения д" увеличиваются в среднем на 0,7—1,5%. При такой корректировке расхождение найденных разными авторами значений роп на линии насыщения становится меньше. Этот факт мы имели в виду при сопоставлении опытных данных, но в табл. 19 и на графиках представлены только первичные данные из оригинальных работ.
В таблицу включены также экспериментальные данные [2.58, 2.66, 2.94]. В работе Бена [2.58] плотность жидкой С02 измерена флотационным методом. При проведении опытов применялись стеклянные поплавки длиной 50 мм, диаметром 2,3 мм. Толщина стенки поплавка 0,15—0,30 мм. Полученные этим методом значения д' в целом хорошо согласуются с результатами измерений других авторов.
В работах Лаури — Эриксона [2.94] и Кука [2.66] применены различные варианты метода «закрытого капилляра». В [2.94], нагрев (охладив) известную массу вещества в запаянной ампуле известного объема, фиксировали температуру перехода по исчезновению второй фазы. В [2.66] объемы пара и жидкости, находящиеся в равновесии при заданной температуре в калиброванной трубке, определяли по положению мениска. Погрешность объемных измерений в [2.66] оценивается ±0,5%.
Значения плотности СОг на линии насыщения сообщают также в некоторых работах, посвященных исследованию изо-хорной теплоемкости [5.9, 5.55 и др.]. Поскольку здесь плот-
88
ность исследуемого вещества заранее известна, то из калориметрического опыта дополнительно определяется лишь температура перехода. В [5.9] ширина калориметрической ступени вблизи переходов доведена, по свидетельству авторов, до 0,04—0,08 К. Из сказанного выше следует, что в таком случае можно при Г=ГКомн ошибаться в определении ря на ~0,1%, а в определении Qf/ на 0,5—1,0%. В работе Крюгера [5.55] плотность пара и жидкости на линии насыщения определена по точкам «излома» экспериментальных изохор внутренней энергии в и, Г-диаграмме. Найденные таким образом значения (/ и отличаются от данных Амстердамской лаборатории [3.72] в среднем на ±(0,5—0,7)%. Такие же погрешности получены в [2.22] при определении ортобарических плотностей С02 в интервале температур 291—304 К методом поворотной призмы.
Таблица 19
Экспериментальные данные о плотности (кг/м3) С02 на линии насыщения
т, к </ Источник т, к 0' я" Источник
276,00 283,97 293,02 298,22 298,45 301,20 303,08 303,56 304,16 267,35 271,35 274,35 279,35 284,35 288,35 290,35 296,05 293,15 295,15 297,15 299,15 301,15 303,15 238,15 243,15 248,15 253,15 258.15
912,9 857,2 776,9 711,3 707,1 655,7 595,0 573,3 512,0 960,4 937,8 919,9 887,8 854,7 821,6 804,5 742,2 774,6 751,3 724,0 693,6 656,6 598,5
1076,0 1054,0 1031,5 1008,3
106,8 138,8 193,0 242,5 246,1 289,5 340,6 360,2 427,8 80,3 94,0 102,9 121,7 139,0 160,7 172,1 216,3 192,3 210,8 231,5 255,3 288,3 341,1 31,4 37,2 43,8 51,8 60,8
[3.72]
[2.94]
[2.66]
[2.22]
263,15 268,30 273,15 283,15 288,15 293,15 298,15 224,60 235,80 246,30 258,50 273,30 282,50 289,60 292,90 295,60 297,50 220,24 228,27 235,93 240,78 246,95 250,77 256,79 263,03 268,92 276,70 285,85
982,0 956,7 927,6 863,7 821,5 774,2 711,6 1150,3 1105,4 1062,6 1005,1 925,5 866,1 806Л 774,0 739,5 720,2 1166,6 1135,7 1106,1 1086,7 1058,7 1042,2 1014,8 983,8 951,3 905,8 840,4
[2.22]
71,3
84,0
97,9 134,8 160,7 193,8 243,9 - [2.58]
- [2.14]
В предыдущем издании этой книги [2.11] расчет плотности жидкой С02 на линии насыщения выполнен по формуле
89
р' = 468,0 +. 123,265в°.391377 - 0,6161570 +
+ 7,030055 • 1О-302 кг/м3, (2.30)
построенной в основном по опытным данным [2.58 и 3.72].
Сравнение рассчитанных по уравнению (2.30) значений (/ с опубликованными позднее опытными данными [2.22, 3.14] и [2.14, 3.18] показало, что расхождения небольшие, но имеют закономерный характер и хорошо аппроксимируются уравнением
Др' = - 0,37376 + 13,14 • 10-362- 0,1 . 10-3в3. (2.31)
Сочетая уравнения (2.30) и (2.31), получим более точное интерполяционное уравнение
р' = 468,0 + 123,26500'391377 - 0,9898576 + + 20,17055 . 10-362 - 0,1 . 10-363 кг/м3, (2.32) гдев=Гкр —Г.
На рис. 16 показаны отклонения рассчитанных по (2.32) значений д' от опытных данных, а также от данных, приведенных в таблицах [2.11] и в настоящей работе.
