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模具设计与制造专业“热工学基础”

实验报告

成绩 ： 班级 ： 姓名 ： 准考证号 ：

2013年11月11日

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

1.水蒸气的基本感念 （1)蒸发、沸腾

汽化是物质由液相变成气相的现象。

蒸发是指在液体表面发生的缓慢的汽化现象。

沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。 （2）凝结

凝结是指物质由汽态转变为液态的过程。 凝结的速度取决于空间蒸汽的压力。

（3）饱和状态

液相气相处于动态平衡的状态

汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。 汽化分两种，蒸发和沸腾。两者都吸热，蒸发只在液体表面。而沸腾是液体的内部和表面同时进行的。 汽化潜热

同种物质液体分子的平均距离比气体中小得多。汽化时分子平均距离加大、体积急剧增大，需克服分子间引力并反抗大气压力作功。因此，汽化要吸热。单位质量的液体转变为相同温度的蒸气时吸收的热量称为汽化潜热，简称汽化热。它随温度升高而减小，因为在较高温度下液体分子具有较大能量，液相与气相差别变小。在临界温度下，物质处于临界态，气相与液相差别消失，汽化热为零。

物质从液态转变为汽态的过程叫汽化。

汽化潜热：在一定温度下，1kg液体转为同温度下汽体所吸收的热量，用r表示。单位焦/千克(J/kg)

2.水蒸汽的发生过程

（1）饱和温度和饱和压力：

处于饱和状态的汽、液温度相同，称为饱和温度ts，蒸汽的压力称为饱和压力ps ts上升， ps上升； ps上升， ts上升。

结论：一定的饱和温度对应于一定的饱和压力，反之也成立，即两者间存在单值关系。

3.水的定压加热过程

4. 水蒸汽定压生成过程中热量的计算