二氧化碳PVT关系的测定
二氧化碳PVT关系测定实验
教学实验—氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定实验指导书绿兰教学仪器二氧化碳PVT 关系测定实验指导书一、实验目的1、了解CO2 临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
2、增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
3、掌握CO2 的p-v-t 关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4、学会活塞式压力计，恒温器等热工仪器的正确使用方法。
二、实验容1、测定CO2的p-v-t关系。
在P-V坐标系中绘出低于临界温度（t=20 C）、临界温度（t=31.1C ）和高于临界温度（t=50 C ）的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。
2、测定CO2在低于临界温度（t=20 C、27 C）饱和温度和饱和压力之间的对应关系，并与图四中的t s-p s曲线比较。
3、观测临界状态（1 ）临界状态附近气液两相模糊的现象。
（2）气液整体相变现象。
（3 ）测定CO2的p c、V C、t c等临界参数，并将实验所得的V c值与理想气体状态方程和德瓦尔方程的理论值相比教，简述其差异原因。
三、实验设备及原理整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成（如图一所示）。
图二试验台本体试验台本体如图二所示。
其中1 —咼压容器；2 —玻璃杯；3 —压力机; 银；5—密封填料；6—填料压盖；7 —恒温水套；8 —承压玻璃杯；9— CO 2空间；10 —温度计。
、试验台系统图热电偶空间密封填料歹盖压力油 玻璃杯水银4 —水图一 L压力油对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p、v、t 之间有：F(p,v,t)=0或t=f(p,v) ( 1 )本实验就是根据式( 1)，采用定温方法来测定CO2 的p-v-t 关系，从而找出CO2 的p-v-t 关系。
实验中，由压力台送来的压力由压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了C02气体的承压玻璃管，CO2被压缩，其压力和容器通过压力台上的活塞杆的进、退来调节。
实验3 二氧化碳气体P-V-T关系的测定 修改稿1
实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定一、实验目的1. 了解CO 2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。
2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。
3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。
观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。
二、实验任务1．测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。
2．观察饱和状态，找出t 为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。
3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。
4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。
三、实验原理1. 理想气体状态方程：PVm = RT实际气体：因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力，状态参数（压力、温度、比容）之间的关系不再遵循理想气体方程式了。
考虑上述两方面的影响，1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正，提出如下修正方程：()RT b v v a p =-⎪⎭⎫ ⎝⎛+2（3-1） 式中: a / v 2是分子力的修正项；b 是分子体积的修正项。
修正方程也可写成 : 0)(23=-++-ab av v RT bp pv（3-2）它是V 的三次方程。
随着P 和T 的不同，V 可以有三种解：三个不等的实根；三个相等的实根；一个实根、两个虚根。
1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象，他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ，得到了P —V 图上一些等温线，如图2—1所示。
从图中可见，当t >31.1℃时，对应每一个p ，可有一个v 值，相应于（1）方程具有一个实根、两个虚根；当t =31.1℃时，而p = p c 时，使曲线出现一个转折点C 即临界点，相应于方程解的三个相等的实根；当t <31.1℃时，实验测得的等温线中间有一段是水平线（气体凝结过程），这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。
实验指导书(二氧化碳PTV关系测定)
二氧化碳P、V、T关系的测定一、实验目的及要求1．目的(1)学习在准平衡状态下，测定气体三个基本状态参数关系的方法。
的临界参数。
(2)观察在临界状态附近汽液两相互变的现象，测定CO2(3)掌握活塞式压力计及恒温器等仪器仪表的使用方法。
2．要求(1)牢固树立热力学平衡态的概念，通过实验掌握系统的划分，明确热力学三个基本状态参数的含义和特性以及它们和平衡态之间的关系。
(2) 能描述临界现象，懂得临界参数的含义。
(3) 充分理解准静态过程、准静功、简单热力系、状态方程和状态参数坐标图。
二、实验原理在准平衡状态下，气体的绝对压力p、比容v和绝对温度T之间存在某种确定的函数关系，即状态方程F p v T=(,,)0理想气体的状态方程具有最简单的形式：=pv RT实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来，虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映p、v、T之间关系的实际气体的状态方程。
因此，具体测定某种气体的p、v、T关系，并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。
因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持绝对温度T不变的条件下进行的。
三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。
整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成，其系统示意图见图一图一试验台系统图试验台本体的结构如图二所示。
图二试验台本体1—高压容器 2—玻璃杯 3——压力油 4——水银 5—填料压盖空间 10——温度计6—密封填料 7—恒温水套 8—承压玻璃 9—CO2它的工作情况可简述而下：由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器，然后通过高压容器和玻璃杯之间的空隙，使玻璃杯中水银表面上的压力加大，迫使水银进入预先灌有CO2气体受到压缩。
如果忽略中间环节的各种压力气体的承压玻璃管，使其中的CO2损失，可以认为CO气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力，2气体的其数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。
二氧化碳临界状态观测及pvt关系测定
二氧化碳临界状态观测及pvt关系测定概述二氧化碳（CO2）是一种广泛应用于许多领域的重要工业气体。
为了深入了解其行为和特性，需要进行相应的实验研究。
本文旨在介绍CO2的临界状态观测和PVT（压力、容积、温度）关系测定的方法及其结果。
实验设计实验的首要部分是测定CO2的临界状态。
临界点是物理学和化学学中的基本概念之一，指的是物质在特定温度和压力下变成气相或液相的条件下的状态。
在CO2的临界状态下，液体和气体之间的界面将消失，即液体和气体将具有相同的密度和折射率。
CO2的临界状态可以通过变压法或变温法两种方法来测定。
变压法：首先将CO2装入一个加热器中，然后使用恒定的体积发生器将空气推出。
当CO2的压力高于临界点压力时，CO2的压缩率将减少。
当压力低于临界点时，CO2的压缩率将增加。
通过不断改变压力，直到找到压力等于临界点压力的点，记录相应的体积和温度。
随着压力逐渐逼近临界点，CO2的密度将不断增加，因此固定的体积将能够容纳更多的物质。
同时，CO2的均压率也会随着温度的升高而下降。
变温法：在该方法中，CO2的压力将保持不变。
随着温度逐渐升高，CO2的密度将不断减小，因此具有相同体积的CO2气体将占据更大的空间。
当温度达到临界点时，CO2的密度将达到其最小值，并且液体和气体阶段不再区分。
此时，测定相应的体积和温度。
第二个实验目的是测定CO2的PVT关系。
这被认为是将实验测量的温度、压力和容积数据和理论计算之间的比较。
通过这些测量，可以确定物质的状态方程和其他要素，这可以用于预测物质的特性和行为。
测量过程为了进行实验，使用石英玻璃管作为高压容器，该容器可以在高达300个大气压的压力下工作，并且具有胶带衬里以确保材料的完整性。
之后将必要量的CO2注入其中，并通过自然升温达到目标温度。
然后，通过记录压力和容积的变化来跟踪CO2的状态。
结果和讨论CO2的临界点压力被测定为7.4 MPa，临界温度为31.2℃。
二氧化碳pvt关系测定及其临界状态观测
二氧化碳pvt关系测定及其临界状态观测二氧化碳的PVT关系是指其在压力（P）、体积（V）和温度（T）之间的相互关系。
测定二氧化碳的PVT关系是了解其物理性质的重要手段，对于工业过程控制、气体储存运输、环境监测等领域具有重要意义。
要测定二氧化碳的PVT关系，通常需要采用实验方法。
在实验中，可以通过控制温度、压力和体积等参数，测量二氧化碳在不同条件下的物理性质，如密度、比热容、热导率等。
通过这些测量数据，可以推导出二氧化碳的PVT关系。
在测定二氧化碳的PVT关系时，需要注意其临界状态。
临界状态是物质在特定温度和压力下的特殊状态，此时物质的气相和液相界限消失，无法通过常规方法区分气态和液态。
二氧化碳的临界状态具有以下特点：1.临界温度：二氧化碳的临界温度为31.1℃。
当温度高于临界温度时，无论压力如何，二氧化碳都只表现为气态；当温度低于临界温度时，随着压力的升高，二氧化碳将逐渐呈现液态。
2.临界压力：二氧化碳的临界压力为7.38MPa。
当压力高于临界压力时，无论温度如何，二氧化碳都只表现为液态；当压力低于临界压力时，随着温度的升高，二氧化碳将逐渐呈现气态。
在测定二氧化碳的PVT关系时，需要注意控制实验条件，特别是温度和压力，以避免达到临界状态。
一旦达到临界状态，二氧化碳的气液相界限消失，常规的测量方法将无法准确测定其PVT关系。
为了观测二氧化碳的临界状态，可以采用高温高压实验设备。
在这些实验设备中，可以将二氧化碳置于高温高压的环境中，并通过监测其物理性质的变化来观测其临界状态。
需要注意的是，由于临界状态的特殊性，观测过程中需要采用特殊的测量方法和仪器，如光电容积仪、超声波流量计等。
除了实验观测外，还可以通过理论计算来预测二氧化碳的PVT 关系和临界状态。
常用的理论模型包括理想气体状态方程、范德瓦尔方程等。
通过将这些理论模型应用于二氧化碳的PVT关系计算中，可以预测其在不同条件下的物理性质和行为特性。
综上所述，二氧化碳的PVT关系测定及其临界状态观测是了解其物理性质的重要手段。
二氧化碳PVT关系测定实验
二氧化碳PVT关系测定实验本实验旨在测定二氧化碳的PVT（压力、体积、温度）关系。
实验原理为根据物态方程，通过测定不同压力下二氧化碳的体积和温度，得到PVT关系的数据，从而了解二氧化碳的物理性质。
实验步骤如下：1. 将二氧化碳气瓶连接到压力表和温度计上，记录初始压力和室温下的温度。
2. 将气瓶放入恒温水浴中，确定水浴温度为30℃。
调节气瓶压力，使其保持在0.2MPa左右，并记录此时气瓶体积。
3. 增加气瓶压力，记录相应的压力、体积和温度，并绘制PVT关系的曲线。
4. 重复步骤3，直到气瓶压力达到6MPa左右。
5. 结束实验后，将气瓶从水浴中取出，记录终止温度和压力，计算出气体的相对压力。
在实验过程中，应注意气瓶的安全使用。
由于二氧化碳为压缩性气体，在增加压力时应逐步增加，避免过度增压造成危险。
实验结果：根据实验数据，得到PVT数据如下：P (MPa) V (L) T (℃)PV (MPa・L)0.2 0.744 30.2 0.148880.4 0.438 30.4 0.17520.6 0.305 31.1 0.1830.8 0.236 30.8 0.18881.0 0.182 30.6 0.1821.2 0.148 31.4 0.17761.4 0.121 31.2 0.16841.6 0.101 31.0 0.16161.8 0.085 30.8 0.1532.0 0.073 30.6 0.146利用相对压力计算公式：P/Pc=PV/Rt，其中Pc表示气体的临界压力，R为气体常数，t为绝对温度（K）。
在本实验的条件下，得到气体的相对压力P/Pc为0.11左右。
从实验曲线可以看出，二氧化碳气体体积随着压力升高而减小，但随着温度的升高而增大。
此外，在临界点附近，气体体积急剧减小，表明气体的状态发生了变化。
结论：。
二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定
二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定一．实验目的1.测定二氧化碳的P-V-T关系，观察临界现象，测定其临界参数（P_C、V_C、T_C）；2.测定二氧化碳在不同压力下饱和蒸汽和饱和液体的比容；3.测定二氧化碳饱和温度和饱和压力的对应关系。
二．技术参数1.高压容器用45号钢一次性加工成型，表面采用镀铬处理，内部装有玻璃容器；2.白色透明有机玻璃保护罩，35cm×35cm×70.5cm；3.照明日光灯：节能灯管，功率：15W色调RR；4.压力校验仪：配有压力表、油杯、检验压力范围0-60MPa，基本误差：实际测量值的±0.05%，可设定最高压力，比容：0.001～0.012m^3⁄kg；5.精密压力表：型号DAYOUU-150,表盘同时显示MPa测量范围0-16MPa和kgf/cm²测量范围0-160kgf/cm²基本误差±0.4%；6.恒温水箱：白色12mm厚PP板制作而成，外形尺寸：33cm×22cm ×32cm，内设两根1000W的加热棒和铜-康铜的热电偶，温度显示分辨率0.1℃，恒温水箱可调节控温，控温精度±1℃；7.温度传感器：铜-康铜的热电偶，测温范围-40～133℃，Ⅰ级精度，数显温度表温度显示分辨率0.1℃；8.制冷系统：实验台配备压缩机制冷系统，可提供0-50℃实验所需水温，制冷机组可快速降温，降温温度可以自行设定低于环境的实时温度。
制冷系统配备1HP制冷压缩机，环保氟利昂/R134a，制冷剂压力表、高低压断路器、毛细管、制冷系统铜管、钛合金蒸发器盘管、风冷冷凝器；9.循环水泵：供恒温水循环用，交流220V、流量：600L/H 扬程7M，电机功率28.8W；10.温控仪：输出规格采用4～20mA；11.刻度管最小分度值：1mm；12.装置外形尺寸：1180×630×1590mm。
二氧化碳的P-V-T测定
二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定班级：姓名：学号：目录一、【实验目的】 (1)二、【实验内容】 (1)三、【实验设备及原理】 (2)四、【实验步骤】 (3)五、【实验结果处理和分析】 (7)（1）原始数据记录 (7)（2）数据初步处理 (7)（3）数据分析 (9)1、27℃与31.1℃的等温线实验值对比 (9)2、实验拟合值与理想状态方程和范德华方程的等温线对比 (11)3、实验饱和温度与压力值与标准值得比较 (13)一、【实验目的】1、了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
2、观察凝结和气化过程以及临界态附近的气液两相模糊现象。
3、掌握CO2的P-V-T关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4、学会活塞式压力计，恒温器等仪器的正确使用方法。
二、【实验内容】1、测定CO2的P-V-T关系。
在P-V坐标系中绘出低于临界温度（t=27℃）、临界温度（t=31.1℃）和高于临界温度（t=50℃）的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。
(注：每组同学测定一个等温曲线即可)2、测定CO2在低于临界温度（t=27℃）饱和温度和饱和压力之间的对应关系，并与图四中的t s-p s曲线比较。
3、观测临界状态（1）临界状态附近气液两相模糊的现象。
（2）气液整体相变现象。
（3）测定CO2的p c、v c、t c等临界参数，并将实验所得的v c值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比教，简述其差异原因。
三、【实验设备及原理】整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成（如图一所示）。
实验内容图一试验台系统图图二试验台本体试验台本体如图二所示。
其中1—高压容器；2—玻璃杯；3—压力机；4—水银；5—密封填料；6—填料压盖；7—恒温水套；8—承压玻璃杯；9—CO2空间；10—温度计。
、对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数P、V、T之间有：F(P,V,T)=0 或V=f(T,V) （1）本实验就是根据式（1），采用定温方法来测定CO2的P-V-T关系，从而找出CO2的P-V-T关系。
co2临界现象观测及pvt关系的测定实验综述报告
co2临界现象观测及pvt关系的测定实验综述报告
CO2临界现象观测及PVT关系的测定实验是液态-气态相变的基本参数，包括压力、温度和容积密度等指标。
CO2临界现象的具体定义是，冷却CO2至一定温度，当其压力达到临界值时，其介质温度会非常稳定。
该临界现象的实验测定一般都被称为CO2临界现象测定实验。
CO2临界现象测定实验的基本原理是采用 differential scanning calorimetry（DSC）测量CO2在变温过程中温度变化。
通过调整实验器件所安装的漏斗形热电阻，一个有序地创建出一组温度，使CO2逐步冷却，以观察临界现象。
PVT关系则是由许多个实验组成的测定过程，其中包括定压容积测定实验、过压差容积测定实验、压缩系数实验、实验热容等，应用仪器分别为压缩仪、钳形仪、热电仪等，以精确可靠地测定出PVT关系。
实验结果再结合理论计算有助于实践工作。
然而，对于CO2临界数据和PVT关系研究，仍存在许多存在温度、压力、浓度及混合情况下的误差。
因此，CO2临界现象观测及PVT 关系的精确测定实验工作，不仅可以有效评估CO2的浓度，同时还可以增加熔融率PVT 数据的准确性。
二氧化碳PVT曲线测定实验
二氧化碳PVT曲线测定实验一、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的认识；2、增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解；3、掌握CO2的p-v-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧；4、学会活塞式压力计、恒温器等热工仪器的正确使用方法。
二、实验设备整个实验装置由压力台、超级恒温水浴和实验台本体及其防护罩等三大部分组成.实验中，压力台油缸送来的压力由压力油传入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管容器，CO2被压缩，其压力通过压力台上的活塞杆的进、退来调节。
温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。
实验工质二氧化碳的压力值，由装在压力台上的压力表读出。
温度由实验台上的温度显示表读出。
比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量，而后再根据承压玻璃管内径截面不变等条件来换算得出。
三、实验原理当保持T 不变时测定比容与压力的对应数值，可获得到等温线数据，从而可作出P -V 图。
在低于临界温度时，实际气体的等温线有气液相变的直线段，而理想气体的等温线是正双曲线，任何时候也不会出现直线段。
只有在临界温度以上，实际气体的等温线才逐渐接近理想气体的等温线。
所以理想气体的理论不能解释实际气体的气液两相转变及临界状态。
CO 2的临界压力为bar p c 87.73=，临界温度为1.31=C t ℃。
在低于临界温度时，等温线出现气液相变的直线段，如图1所示。
9.30=t ℃是恰好能压缩得到液体CO 2的最高温度。
在临界点附近出现气液分界模糊的现象。
本实验采用定温实验的方法来测定CO 2的p -v 之间关系，从而得出CO 2的承压玻璃管内CO 2质量ｍ不便测量，而玻璃管内径或截面积（A ）又不易测准，因而实验中采用间接办法来确定CO 2的比容，因为CO 2的比容V 与其高度是一种线性关系。
具体方法如下：a ． 已知CO 2液体在25℃，7.8MPa 时的比容 V （25℃，7.8Mpa ）=0.00124m 3 /kg 。
CO2临界状态观测及p-v-t关系的测定
实验二CO2临界状态观测及p-v-t关系的测定一、实验目的1. 观察CO2临界状态附近气液两相界限模糊的现象，测定临界状态参数，增强对临界状态的感性认识。
2. 观察汽液整体相变的现象。
3. 掌握用定温法测定CO2的p-v-t关系。
二、实验原理简单可压缩系统处于平衡态时，状态参数压力、温度和比容之间有确定关系，可表示为F（p，v，T）= 0 或v = f（p，T）保持温度不变，测定比容与压力的对应数值，就可得到等温线的数据。
在不同温度下对CO2气体进行压缩，将此过程画在p-v图上，可得到如图1所示的CO2p-v-t关系曲线。
当温度低于临界温度t c时，该CO2实际气体的等温线有气液相变的直线段。
随着温度的升高，相变过程的直线段逐渐缩短。
当温度增加到临界温度时，饱和液体和饱和气体之间的界限已完全消失，呈现出模糊状态，称为临界状态。
CO2的临界压力p c为7.38MPa ，临界温度t c为31.1℃。
在p-v图上，临界温度等温线在临界点上既是驻点，又是拐点。
临界温度以上的等温线也具有拐点，直到48.1℃才成为均匀的曲线。
图1 CO2的p-v-T 关系三、实验设备图2 实验装置系统1、压缩室本体2、活塞式压力计3、恒温器图3 压缩室本体示意图实验所用的设备和仪器仪表有压缩室本体1、活塞式压力计2、恒温器3、还有压力表和温度计等。
实验装置系统如图2所示。
气体的压力由活塞式压力计2的手轮来调节。
压缩气体时，缓缓转动手轮以提高油压。
气体的温度由恒温器3给水套供水而维持一定，并由水套内的温度计读出。
压缩气体的压缩室本体由一根预先刻度并封有CO 2气体的承压玻璃管和水银室组成，如图3所示。
承压玻璃管1插入水银室2中，之后，再打开玻璃管下口。
实验时，缓缓转动活塞式压力计2的手轮，逐渐增大压力油室3中的油压，使承压玻璃管中的水银面缓缓上升，压缩承压玻璃管内的CO 2气体。
CO 2气体的体积可由承压玻璃管上的刻度读出。
二氧化碳的PVT关系测定
CO2的PVT关系测定和临界状态观测周韬摘要：测定了CO2的PVT关系，观察了CO2在临界状态的相态变化，并且绘制了CO2的P-Vm图像（等温线）。
关键词：PVT关系，临界状态，等温线。
引言本实验目的是了解物质在实际状态下的PVT关系。
郑立辉[1]等人在“六氟化硫ＰＶＴ关系测定实验教学体会与思考”中认为，二氧化碳的临界温度不高并且临界压力偏高，所以采用六氟化硫进行实验。
由于实验室采用超级恒温槽恒温，临界条件容易控制，并考虑到C02气体无毒无害等原因[2]，所以，仍然采用二氧化碳进行实验。
对于CO2的PVT关系图，刘海力在“常用状态方程描述二氧化碳PVT关系的比较”[3]中对个温度条件下的实验数据进行拟合，并且分别用理想气体状态方程、范德华方程以及R-K方程计算对应条件下的理论值，将几条曲线进行了对比。
认为温度越高、比容越大几种方程越能逼近实验值，在横向对比下，R-K方程能够更加好的与实验数据吻合。
因为R-K方程是范德华方程的改进式，所以，本实验区部分数据进一步用范德华方程和位力方程对实验数据进行拟合，比较出两种方法对实验值的拟合好坏。
1、实验部分1.1原理对于物质的量确定的系统，当处于平衡状态时，其函数p、Vm、T之间存在关系：，该方程描述的是p、Vm、T为坐标的立体曲面。
在不同温度下截取恒温剖面，相交曲线投影在p-Vm平面上，可以得到由一族恒温线组成的p-Vm图。
图1 CO2的p-Vm图[2]温度较高时，将一定量的CO2气体进行加压不能将其液化，等温线是一条平滑的曲线；温度较低是，在加压过程中，会出现气-液相变的过程，等温线有一条水平线段，水平线段的两个端点分别表示互为共轭的饱和气体与饱和液体。
温度从低到高逐渐上升时，在等温线上表示为水平线段逐渐缩短，最后汇聚为一个点，该点即为临界点，该点的温度、压力、体积则相应的分别称为临界温度、临界压力和临界体积。
临界点是物质固有的特征参数，温度低于临界点是气体液化的必要条件。
二氧化碳pvt关系测试实验报告
二氧化碳pvt关系测试实验报告一、实验目的本次实验旨在通过测试不同温度和压力下二氧化碳的体积变化，建立二氧化碳的PVT关系图，并探究其物理性质。
二、实验原理在一定温度下，气体的体积与压力成反比例关系，即PV=常数。
根据此原理，可以通过测量不同温度下二氧化碳在不同压力下的体积来建立其PVT关系图。
三、实验步骤1. 实验前准备：将试管清洗干净，并将试管放入恒温水槽中等待试管温度稳定。
2. 实验操作：（1）将试管取出恒温水槽，用手套将试管拿出并放在桌面上。
（2）使用注射器向试管中注入一定量的二氧化碳气体，并记录注入气体的压力值。
（3）将试管放回恒温水槽中，等待试管内部达到恒定温度后记录二氧化碳气体的体积。
（4）重复以上步骤，在不同压力和温度条件下测量二氧化碳气体的体积数据。
四、实验数据处理与分析1. 实验数据处理根据实验操作得到的数据，可以计算出不同温度和压力下二氧化碳的体积数据。
具体计算方法为：PV=nRT，其中n为气体的摩尔数，R 为气体常数，T为温度，P为压力，V为体积。
2. 实验数据分析通过对实验数据进行分析，可以建立二氧化碳的PVT关系图。
根据理论计算和实验测量结果可以发现，在一定温度下，随着压力增加，二氧化碳的体积逐渐减小。
而在一定压力下，随着温度升高，二氧化碳的体积逐渐增大。
五、实验结论本次实验通过测试不同温度和压力下二氧化碳的体积变化建立了其PVT关系图，并探究了其物理性质。
根据实验结果可以得出以下结论：1. 在一定温度下，随着压力增加，二氧化碳的体积逐渐减小。
2. 在一定压力下，随着温度升高，二氧化碳的体积逐渐增大。
3. 通过建立PVT关系图可以更好地理解和掌握物质的物理性质。
六、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免二氧化碳泄漏或爆炸等危险情况。
2. 实验前要对试管进行清洗和消毒，确保实验结果准确可靠。
3. 实验操作时要注意温度和压力的控制，以保证实验数据的准确性。
七、参考文献1. 《物理化学实验》（第三版），高等教育出版社，2005年。
实验二：CO2的PVT关系测定
二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定一、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方式，增加对临界状态的感性熟悉。
2、加深课堂教学中关于工质热力状态等大体要领的理念。
3、把握CO2的P-V-T关系测定方式，学会用实验测定实际气体状态转变规律的方式和技术4、学会活塞式压力计、恒温器等部份热工仪器的正确利用方式二、实验内容1、测定CO2的P-V-T关系。
在P-v图中绘出低于临界温度（t=20℃）、临界温度（t=℃）、高于临界温度（t=50℃）的三条等温曲线，与标准实验曲线及理论计算值比较，并分析不同缘故。
2、观测临界状态（1）临界状态周围汽液两相模糊的现象（2）汽液整体相变现象（3）测定CO2的t c，P c，v c等临界参数并将实验所得的值与理想气体状态方程和范得瓦耳方程的理论值比较，简述其不同缘故（CO2的标准曲线见图二）三、实验设备及原理1、整个实验装置由压力台，恒温器，实验体与防护罩三大部份组成，如图一所示。
图二标准曲线2、实验台本体如图三所示。
其中1-高压容器；2-玻璃杯；3-压力油；4-水银；5-密封填料；6-填料压盖；7-恒温水套；8-承压玻璃管；9- CO2空间；10-温度计。
3、对简单可紧缩热力系统，当工质处于热平稳状态时，其状态参数P-v-T之间有F（p，v，t）=0 或t=f（p，v）（2-1）本实验依照公式2-1，采纳定温方式来确信CO2的p—v—t的关系。
从而找出的CO2的p—v—t的关系。
4、实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管。
CO2被紧缩，其压力和容积通过压力台上的活塞的进、退来调剂，温度由恒温器供给的水套里的水温来调剂。
5、实验工质CO2的压力由装在压力台上的压力表读出（如要提高精度可由加在活塞转盘上的平稳砝码读出，并考虑水银柱高度的修正）。
温度由插在恒温水套中的温度计读出。
比体积第一由承压玻璃管内CO2柱的高度读数来气宇，而后再依照承压玻璃管内径截面积不变等条件换算得出。
实验3 二氧化碳气体P-V-T关系的测定
天津大学热工基础与应用实验报告学校院系：天津大学机械工程学院指导教师：学生姓名：准考证号：实验3 二氧化碳气体P-V-T关系的测定一、实验目的1. 了解CO2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。
2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。
3. 掌握CO2的P-V-T间关系测定方法。
观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。
二、实验任务1．测定CO2气体基本状态参数P-V-T之间的关系，在P—V图上绘制出t为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。
2．观察饱和状态，找出t为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。
3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。
4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t的关系图。
三、实验原理一、水蒸气的定压发生过程取初始状态a时水的压力为p，而温度与三相点温度相同，即为0.01 ℃，因该温度低于压力p所对应的饱和温度t s，故处于未饱和水状态。
为使容积变化时保持压力不变，假设容器为具有活塞的气缸，如图3-1a所示。
当水受热时，水的温度升高，比体积略有增加，直到水的温度升高到压力p所对应的饱和温度t s时，全部水变成饱和水，如图10-1b所示。
其状态变化过程，如图3-2中过程a-b所示。
a b c d e图3-1 水蒸气定压发生过程示意图图3-2 水蒸气定压发生过程p-v和t-s示意图对水继续加热，水开始汽化，逐渐由饱和水转变成饱和水蒸气，如图10-1c所示，未汽化的部分仍保持为饱和水状态。
汽化过程中饱和水与饱与水蒸气的温度和压力都保持不变，但两者混合物的容积增长很快，即混合物的折合比体积vx增加很快。
当饱和水全部转变为饱和水蒸气时，即达到干饱和水蒸气状态，如图10-1d所示。
因为饱和水定压汽化成为干饱和水蒸气的过程也是定温过程，故在p-v图及T-s图上汽化过程b-d都是一条水平线，如图3-2中过程b-d所示。
二氧化碳P、V、T关系的测定实验
二氧化碳P、V、T关系的测定实验一、实验目的1.学习在准平衡状态下，测定气体三个基本状态参数关系的方法。
2.观察在临界状态附近汽液两相互变的现象，测定CO的临界参数。
23.掌握活塞式压力计及恒温器等仪器的使用方法。
二、实验原理在准平衡状态下，气体的绝对压力P、比体积（比容）V和绝对温度T之间存在某种确定关系，即状态方程：(),,0F P V T=理想气体的状态方程具有最简单的形式：=PV RT实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来，虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映P、V、T之间关系的实际气体的状态方程。
因此，具体测定某种气体aa的P、V、T关系，并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。
因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持绝对温度T不变的条件下进行的。
三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。
整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成，其系统和本体示意图分别如图1-1和1-2。
图1-1 试验台系统图图1-2 试验台本体由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器，然后通过高压容器和玻璃杯气之间的空隙，使玻璃杯中水银表面上的压力加大，迫使水银进入预先灌有CO2气体受到压缩。
如果忽略中间环节的各种压力损体的承压玻璃管，使其中的CO2失，可以认为CO气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力，其2气体的容数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。
至于承压玻璃管中CO2积，则可由水银柱的高度间接测出。
承压玻璃管外还有一个玻璃套管，其上下各有一个接头，分别用橡皮管与恒温器联接。
恒温器中的水温由加热器加热、由电接触式水银温度计控制，可以基本保持不变。
恒温器中的电动泵将恒温水抽出，由玻璃套管的下端进入，上端流出，气体的在玻璃套管和恒温器之中进行循环。
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实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定一．实验目的1．观测CO2临界状态现象，增加对临界状态概念的感性认识；2．加深对纯流体热力学状态：汽化、冷凝、饱和态和超临流体等基本概念的理解；测定CO2的PVT数据，在PV图上绘出CO2等温线；3．掌握低温恒温浴和活塞式压力计的使用方法。
二．实验原理纯物质的临界点表示汽液二相平衡共存的最高温度（T C）和最高压力点（P C）。
纯物质所处的温度高于T C，则不存在液相；压力高于P C，则不存在汽相；同时高于T C和P C，则为超临界区。
本实验测量T<T C，T = T C和T>T C三种温度条件下等温线。
其中T<T C等温线，为一光滑曲线；T = T C等温线，在临界压力附近有一水平拐点，并出现汽液不分现象；T<T C 等温线，分为三段，中间一水平段为汽液共存区。
对纯流体处于平衡态时，其状态参数P、V和T存在以下关系：(PV=fV,)T,P(F=或)T,由相律，纯流体，在单相区，自由度为2，当温度一定时，体积随压力而变化；在二相区，自由度为1，温度一定时，压力一定，仅体积发生变化。
本实验就是利用定温的方法测定CO2的P和V之间的关系，获得CO2的P-V-T数据。
三．实验装置流程和试剂实验装置由试验台本体、压力台和恒温浴组成（图 2-3-1）。
试验台本体如图2-3-2所示。
实验装置实物图见图2-3-3。
实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装有高纯度的CO2气体的承压玻璃管(毛细管),CO2被压缩,其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进退来调节。
温度由恒温水套的水温调节，水套的恒温水由恒温浴供给。
CO2的压力由压力台上的精密压力表读出（注意：绝对压力=表压+大气压），温度由水套内精密温度计读出。
比容由CO2柱的高度除以质面比常数计算得到。
试剂：高纯度二氧化碳。
图2-3-1 CO2PVT关系实验装置图2-3-2 试验台本体1.高压容器2-玻璃杯3-压力油4-水银5-密封填料6-填料压盖7-恒温水套8-承压玻璃管9-CO210-精密温度计图2-3-3 CO2PVT实验装置实物图四、实验操作步骤1．按图2-3-1装好试验设备。
2．接通恒温浴电源，调节恒温水到所要求的实验温度（以恒温水套内精密温度计为准）。
3．加压前的准备——抽油充油操作（1）关闭压力表下部阀门和进入本体油路的阀门，开启压力台上油杯的进油阀。
（2）摇退压力台上的活塞螺杆，直至螺杆全部退出。
此时压力台上油筒中抽满了油。
（3）先关闭油杯的进油阀，然后开启压力表下部阀门和进入本体油路的阀门。
（4）摇进活塞杆，使本体充油。
直至压力表上有压力读数显示，毛细管下部出现水银为止。
（5）如活塞杆已摇进到头，压力表上还无压力读数显示，毛细管下部未出现水银，则重复（1）--（4）步骤。
（6）再次检查油杯的进油阀是否关闭，压力表及其进入本体油路的二个阀门是否开启。
温度是否达到所要求的实验温度。
如条件均已调定，则可进行实验测定。
4．测定承压玻璃管(毛细管)内CO 2的质面比常数K 值由于承压玻璃管(毛细管)内的CO 2质量不便测量，承压玻璃管(毛细管)内径（截面积）不易测准。
本实验用间接方法确定CO 2的比容。
假定承压玻璃管(毛细管)内径均匀一致，CO 2比容和高度成正比。
具体方法如下：（1）由文献，纯CO 2液体在25℃，7.8MPa 时，比容V = 0.00124 m 3/kg ；（2）实验测定本装置在25℃，7.8MPa （表压大约为7.7 MPa ）时，CO 2柱高度为00'h h h -=∆。
式中，h o —承压玻璃管(毛细管)内径顶端的刻度（酌情扣除尖部长度），h ’—25℃，7.8MPa 下水银柱上端液面刻度。
（注意玻璃水套上刻度的标记方法）（3）如m —CO 2质量 ，A —承压玻璃管(毛细管)截面积， h —测量温度压力下水银柱上端液面刻度，K —质面比常数，则25℃，7.8MPa 下比容，kg m mAh V /00124.030=⋅∆=（2-3-1） 质面比常数 00124.00h A m K ∆==（2-3-2） 又如Δh 为测量温度压力下CO 2柱高度，则此温度压力下CO 2比容，KhA m h h V ∆=-=/0 （2-3-3） 5．测定低于临界温度下的等温线（T= 20℃或25℃） （1）将恒温水套温度调至T= 20℃或25℃，并保持恒定。
（2）逐渐增加压力，压力为4.0MPa 左右（毛细管下部出现水银面）开始读取相应水银柱上端液面刻度，记录第一个数据点。
读取数据前，一定要有足够的平衡时间，保证温度、压力和水银柱高度恒定。
（3）提高压力约0.3MPa ，达到平衡时，读取相应水银柱上端液面刻度，记录第二个数据点。
注意加压时，应足够缓慢的摇进活塞杆，以保证定温条件，水银柱高度应稳定在一定数值，不发生波动时，再读数。
（4）按压力间隔0.3MPa 左右，逐次提高压力，测量第三、第四……数据点，当出现第一小滴CO 2液体时，则适当降低压力，平衡一段时间，使CO 2温度和压力恒定，以准确读出恰出现第一小液滴CO 2时的压力。
（5）注意此阶段，压力改变后CO 2状态的变化，特别是测准出现第一小滴CO 2液体时的压力和相应水银柱高度及最后一个CO 2小汽泡刚消失时的压力和相应水银柱高度。
此二点压力改变应很小，要交替进行升压和降压操作，压力应按出现第一小滴CO 2液体和最后一个CO 2小汽泡刚消失的具体条件进行调整。
（6）当CO 2全部液化后，继续按压力间隔0.3MPa 左右升压，直到压力达到8.0MPa 为止（承压玻璃管最大压力应小于8.0MPa ）。
6．测定临界等温线和临界参数，观察临界现象（1）将恒温水套温度调至T= 31.1℃，按上述5的方法和步骤测出临界等温线，注意在曲线的拐点（P=7.376MPa ）附近，应缓慢调整压力（调压间隔可为0.05MPa ），以较准确的确定临界压力和临界比容，较准确的描绘出临界等温线上的拐点。
（2）观察临界现象 a. 临界乳光现象保持临界温度不变,摇进活塞杆使压力升至P c 附近处,然后突然摇退活塞杆(注意勿使试验台本体晃动)降压,在此瞬间玻璃管内将出现圆锥型的乳白色的闪光现象,这就是临界乳光现象。
这是由于CO 2分子受重力场作用沿高度分布不均和光的散射所造成的。
可以反复几次观察这个现象。
b. 整体相变现象临界点附近时，汽化热接近于零，饱和蒸汽线与饱和液体线接近合于一点。
此时汽液的相互转变不象临界温度以下时那样逐渐积累，需要一定的时间，表现为一个渐变过程；而是当压力稍有变化时，汽液是以突变的形式相互转化。
c. 汽液二相模糊不清现象处于临界点附近的CO2具有共同的参数（P，V，T），不能区别此时CO2是汽态还是液态。
如果说它是气体，那么，这气体是接近液态的气体；如果说它是液体，那么，这液体又是接近气态的液体。
下面用实验证明这结论。
因为此时是处于临界温度附近，如果按等温过程，使CO2压缩或膨胀，则管内什么也看不到。
现在，按绝热过程进行，先调节压力处于7.4 MPa（临界压力）附近，突然降压（由于压力很快下降，毛细管内的CO2未能与外界进行充分的热交换，其温度下降），CO2状态点不是沿等温线，而是沿绝热线降到二相区，管内CO2出现了明显的液面。
这就是说，如果这时管内CO2是气体的话，那么，这种气体离液相区很近，是接近液态的气体；当膨胀之后，突然压缩CO2时，这液面又立即消失了。
这就告诉我们，这时CO2液体离汽相区也很近，是接近气态的液体。
这时CO2既接近气态，又接近液态，所以只能是处于临界点附近。
临界状态流体是一种汽液不分的流体。
这就是临界点附近汽液二相模糊不清现象。
7．测定高于临界温度的等温线（T = 40℃）将恒温水套温度调至T=40℃，按上述5相同的方法和步骤进行。
五．实验数据记录实验数据记录于表2-3-1。
表2-3-1 不同温度下CO2的P—V数据测定结果室温℃，大气压MPa，毛细管内部顶端的刻度h o = m ，25℃，7.8MPa下CO2柱高度Δh o = m，质面比常数K = kg/m2六．实验数据处理1．按25℃，7.8MPa 时CO 2液柱高度Δh o (=h ‘–h 0)（m ），计算承压玻璃管(毛细管)内CO 2的质面比常数K 值。
2. 按表2-3-1 Δh 数据计算不同压力P 下CO 2的体积v ，计算结果填入表2-3-1空格处。
3．按表2-3-1三种温度下CO 2 PVT 数据在PV 坐标系中画出三条PV 等温线。
4．估计25℃下CO 2的饱和蒸汽压，并与Antoine 方程计算结果比较。
5．按表2-3-2计算CO 2的临界比容V c （m 3/kg ），并与由临界温度下PV 等温线实验值比较，也列于表2-3-2。
6. 计算示例（某次实验数据列于表2-3-3）（1） 计算CO 2的质面比常数K ： m h h h 048.0012.006.0'00=-=-=∆30/71.3800124.0m kg h K =∆=（2）按 K h V /∆= 计算不同压力P 下CO 2的比容V ，也列于表2-3-3。
（3）按表2-3-3数据绘出25℃，31.1℃和40℃下等温线。
（略）（4）由Antoine 方程)/(lg C T B A P s+-=计算25℃下CO 2的饱和蒸汽压MPa P s 44.6=，由25℃的PV 等温线估计MPa P s50.6=，二者比较接近。
（5）CO 2的临界比容V c 实测和计算结果，列于表2-3-2。
从表中数据可知V c 实验值与文献值符合较好，按理想气体方程计算结果误差最大。
表2-3-2 CO 2的临界比容V c （m 3/kg ）文献值按PV等温线按理想气体方程按van der Waals 方程实验值V c=RTc/Pc V c= 3RTc/（8Pc）0.00216 0.00204 0.00779 0.002923表2-3-3 不同温度下CO2的P—V数据测定结果室温26 ℃，大气压0.1018 MPa，毛细管内部顶端的刻度h o = 0.012 m ，25℃，7.8MPa下CO2柱高度Δh o = 0.048_m，质面比常数K = 38.71 kg/m2七．实验结果和讨论1. 实验结果给出实验处理主要结果，并进行说明。
2．讨论（1）试分析实验误差和引起误差的原因；（2）指出实验操作应注意的问题。
3．思考题（1）质面比常数K值对实验结果有何影响？为什么？（2）为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等？（试用相律分析）八．注意事项1．实验压力不能超过8.0 MPa，实验温度不高于40℃。