Теплофизические свойства двуокиси углерода - Алтунин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
0,022 0,022 0,022 0,021 О 020 0,019 0,017 0,016 0,015 0,013 0,010 0,004 -0,002 -0,009 -0,015 -0,021 -0,026 -0,031 -0,038 -0,044 -0,047 -0,049 -0,049 -0,048 -0,047
0.008 0,008 0,008 0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,000 -0,004 -0,009 -0,014 -0,019 -0,024 -0,029 -0,034 -0,041 -0,048 -0,051 -0,052 -0,052 -0,051 -0,050
-0,003 -0,003 -0,003 -0,004 -0,004 -0,005 -0,005 -0,006 -0,007 -0,007 -0,009 -0,012 -0,015 -0,019 -0,023 -0,027 -0,032 -0,036 -0,043 -0,050 -0,054 -0,055 -0,055 -0,054 -0,052
Глава 5
ТЕПЛОЕМКОСТЬ И СКОРОСТЬ ЗВУКА
5.1. Обзор опубликованных данных
Теплоемкость вещества отражает особенности термодинамической поверхности и поэтому точные калориметрические измерения всегда стимулировали развитие и совершенствование расчетно-теоретических методов исследования термодинамических свойств.
Точные измерения теплоемкости веществ в кристаллическом состоянии при низких температурах привели к открытию третьего начала термодинамики. Точные измерения теплоемкости газов при низких давлениях способствовали развитию и внедрению в практику механико-статистических методов расчета термодинамических функций в идеально-газовом состоянии. Прецизионные исследования изохорной теплоемкости привели к углублению и уточнению теории конденсированного состояния вообще и теории критической точки в частности.
Точные калориметрические измерения весьма важны также и для прикладной теплофизики, ибо они позволяют не только проверить достоверность справочных данных о термодинамических свойствах, полученных на основании обработки р, у, Г-данных, но и могут быть использованы непосредственно при разработке фундаментального уравнения состояния (см. разд. 1.3).
Исследования теплоемкости сжатых газов и жидкостей актуальны прежде всего в области состояний, примыкающих к линиям равновесия фаз, где интенсивность изменения термодинамической поверхности наибольшая и где при современной точности р, у, Г-измерений затруднительно (а иногда и невозможно) выявить все ее детали. К настоящему времени в лаборатории ТОТ МЭИ, физико-техническом отделе ВТИ и в Институте физики Даг ФАН СССР выполнена обширная и согласованная программа экспериментальных исследований изобарной (ср) и изохорной (cv) теплоемкости газообразной и жидкий С02 в широком интервале температур и давлений (Гоп=225—500 К, Роп=4—300 атм). Значительная часть опытных данных получена к началу 1970 г. и использована при разработке уравнения состояния двуокиси углерода (см. разд. 6.4).
199
К числу важных источников информации о теплоемкости веществ относятся специализированные измерения k=cp/cv и акустические измерения. Напомним, что
а* = *№) . (5.1)
Объем полученных для С02 опытных данных об а и к является небольшим и в опубликованных до 1970 г. работах измерения выполнены в сравнительно узком диапазоне температур при давлениях до 100—150 атм. Между тем с прикладной точки зрения крайне желательны акустические измерения при значительно более высоких давлениях (по крайней мере, до 1—3 кбар), где проточные методы измерения теплоемкости очень сложно реализовать. Первые шаги в этом направлении уже сделаны [5.21—5.23].
Непосредственные (прямые) измерения теплоемкости
Известно сравнительно большое число работ, посвященных экспериментальному исследованию теплоемкости газообразной С02 при давлениях, близких к атмосферному [5.41, 5.45, 5.51, 5.53, 5.58, 5.64, 5.65]*. К числу наиболее надежных относятся измерения [5.53, 5.58, 5.65]. Данные этих трех работ хорошо согласуются как между собой, так и со значениями ср°, вычисленными по результатам спектроскопического эксперимента [5.12, гл. 7].
Систематические исследования теплоемкости С02 при повышенных давлениях начаты практически лишь в 50—60-е годы (табл. 42).
Опубликованные до 1965 г. экспериментальные данные критически оценены в монографии [5.12]. В настоящей работе акцент сделан на исследованиях последних лет. В разд. 5.2 и 5.3 детально обсуждаются работы, в которых выполнены измерения теплоемкости в однофазной области, а в гл. 2 критически оценены результаты измерений на линиях равновесия фаз **.
Измерения отношения теплоємкостей
Отношение теплоємкостей ^- может быть найдено из
cv
дифференциального уравнения вида
^_р_ 5
-.- \др)т dv/ V ;
* В методическом отношении наиболее интересной является работа Блэкетта с соавторами [5.41]. Оригинальную модификацию этой методики разработали Груздев и Шестова [5.16].
** К числу важнейших калориметрических исследований на линиях равновесия фаз относятся работы Эйкена и Хаука [5.44], Джиока и Игана [5.46] и Манжелия с соавторами [2.26]. Полезная информация о cv' и cv" может быть также получена из [5.10, 5.40, 5.55].
200
Таблица 42
Год Авторы Измеряемая величина Интервал температур, К Интервал давлений, атм Источник
1926 Бенневитц, Шплиттгербер Сі) 283—317 Критическая область По линии насыщения [5.40]
1928 Эйкен, Хаук Сн \ С<о 80-290 [5.44]
1931 Уоркман
1932 Эйкен и др.
1952 Михельс, Стрийланд
1952 Мази, Петков
1952 Шрок
1961 Амирханов, Керимов, Алибеков
1964 Вукалович, Алтунин, Гуреев
