Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
о -1 а -5
°-2 э -6
• - j v -7 А По
А -4 ----8 _ _ Л о п
"' У
v д о
ч 0 v --*^<> % > У •
^ А А ? ? • •• А
''и215 235 255 275 295 Т,К
Рис. 16. Отклонения 6=[(о/ — емэи)/бмэи]*100% рассчитанных по уравнению (2.32) значений плотности жидкой С02 на линии насыщения от данных:
/ — А. Михельса и др.; 2 — Бена; 3 —Кука; 4 —Дженкина; 5 —Лаури и Эриксона; 6 — Кобелева; 7 —Головского и Цымариого; 8 — таблиц [2.11]; 9 —- таблиц настоящей работы
Они хорошо согласуются с экспериментальными данными, поэтому формула (2.32) была использована нами для представления экспериментальной зависимости д'=!(Т) при разработке единого уравнения состояния (см. разд. 6.4). Из рис. 16 и 17 следует, что рекомендуемое уравнение состояния воспроизводит экспериментальные значения ортобарических плотностей СОг в пределах расхождения независимых измерений.
Среди различных методов, используемых для изучения тер-
90
модинамических свойств вещества вблизи критической точки жидкость — пар, весьма плодотворными являются оптические методы. В связи с этим полезно рассмотреть, в частности, работу Штрауба с соавторами [2.89], в которой по данным рефрактометрических измерений восстанавливается уравнение кривой насыщения С02 вблизи критической точки.
О
д 1 д
у' о О О о о
с -7 -2 -з -4 ~ -5 \ N О \ \ \ N о л •у --\ • • • о °
• д О • д
и_i_I__!_I_!_]_!_I_й
215 225 255 2И5 255 265 275 285 295 Т,К
Рис. 17. Отклонения 6=[((>" — б"мэи)Л>"мэи 1* 100% рассчитанных по уравнению состояния значений плотности насыщенного пара от данных:
1 — А. Михельса и др.; 2 — Кука; 3 — Лаури и Эриксона; 4 — Кобелева; 5 —таблиц
[2.11]
В общем случае искомое уравнение имеет вид
= Ркр ?
1 + В*
кр
' кр
1 кр
¦ кр
+
¦¦¦]¦
(2.33)
где р+=д/, д~=р", рКр и Гкр—критические шлотность и температура; р4> |32— критические индексы.
В качестве исходных данных в [2.89] использованы измеренные в Мюнхенской высшей технической школе значения рефракции (по Лорентц — Лоренцу) для кривой насыщения С02 в интервале /=21—31° С. В результате машинной обработки двух серий экспериментальных данных было установлено, что верхняя часть кривой сосуществования является симметричной в д, Г-координатах и
где В1+=-
Р3= = Ркр[1+В1±№],
р' + Р'' = 2ркр[1+а*^Ь -В1-=В1;а* = (В2++В2-)/2.
(2.34) (2.35)
91
«Лучшие» значения параметров уравнения кривой сосуществования для С02 оказались равными:. В1= 1,935 (1,957); 01 = =0,3450 (0,3475); Гкр=31,030(30,991)°С при дкр = 236,9± ±0,2 ед. Амага=0,4683 г/см3. Параметр а* «прямолинейного диаметра» (2.35) равен 0,87(0,82), а 1,03. Для р, а, Г-дан-ных Амстердамской лаборатории [3.72] уравнения (2.34) и (2.35) также выполняются, но числовые значения параметров несколько иные, а именно: В1 = 1,974, р4 = 0,348, Гкр = 30,97 ± ±0,05°С, а*=0,96±0,01. Со своей стороны заметим, что эти результаты соответствуют исходным утверждениям теоретических моделей [2.117] и свидетельствуют о «неклассичности» критической точки *.
Калориметрические и акустические данные. В табл. 20 перечислены наиболее важные экспериментальные работы и указаны исследованные интервалы температур.
Таблица 20
Перечень калориметрических и акустических измерений на линии равновесия
жидкость — пар
Год
Авторы
Измеряемая величина
Интервал температур, К
Источник
1921 Дженкин, Шортхоз #', Я" 295—304
1923 Бернетт р/, ц" 217—300
1926 Маас, Барнес АН' 215—298
1926 Бенневитц, Шплиттгербер с'„ с\ 283—304
1928 Эйкен, Хаук с'н 220—290
1942 Роэбук, Меррелл, Миллер рЛ 223—304
1952 Михельс, Стрийланд с\, с"„ 293—304
1960 Коппел, Смит #', Я" 295-304
1961 Амирханов, Керимов,
Алибеков с'», с", 290—304
1960 Новиков, Трелин а\ а" 278—304
1964 Крюгер с'„ с\ 275—304
1970 Амирханов, Полихрони-
ди, Батырова с\, с'\ 277—304
4.27] 4.21] 2.95] 5.40] 2.72] 4.32] 5.59] 4.31]
[5.7]
[5.20]
[5.55]
[5.9]
Числовые значения энтальпии сообщаются лишь в работе Мааса и Барнеса [2.95]. В двух других работах [4.27, 4.31] приведены только малоформатные Я, Г-диаграммы. Поэтому для определения «калориметрической» энтальпии приходится привлекать другие группы опытных данных. Как известно,
т т
ян= \снат+ ^н^ат + н0. (2.36)
То Т0
Соотношение (2.36) позволяет вычислить энтальпию, например, кипящей жидкости по данным [2.72] о теплоемкости сп'.
* В классической теории 01='/2, 02=1, Рз = 3/г • и все уравнения в коитической точке являются аналитическими.
92
Подобные вычисления сделаны в [1.89] и в настоящей работе. В нашем случае первое слагаемое получено численным интегрированием данных о теплоемкости ся', а второе — аналитически с помощью формул (2.30) и (2.25). В качестве начала отсчета было принято значение абсолютной энтальпии жидкой С02 в тройной точке, найденное Ньюиттом (см. [2.11], стр.252) и равное 380,5 кДж/кг.
Н, кДж/кг _
500
550
10 и 205 245 285 Т,К
Рис. 18. Энтальпия двуокиси углерода на линии насыщения:
