電腦型二氧化碳P-V-T關(guān)系儀操作步驟

二氧化碳P-V-T關(guān)系儀是一種用于測(cè)定二氧化碳在不同溫度下壓力-體積-溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，其操作原理基于定溫法，通過(guò)控制溫度并測(cè)量壓力與比容的變化來(lái)繪制等溫線。?

?實(shí)驗(yàn)原理：? 二氧化碳作為實(shí)際氣體，其P-V-T關(guān)系不遵循理想氣體狀態(tài)方程，而是需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。在平衡狀態(tài)下，壓力P、體積V和溫度T滿足特定函數(shù)關(guān)系F(P,V,T)=0。實(shí)驗(yàn)采用定溫法，在恒定溫度下改變壓力，觀測(cè)體積變化，從而繪制P-V等溫線。低于臨界溫度時(shí)，等溫線會(huì)出現(xiàn)氣液相變平臺(tái)；在臨界點(diǎn)（臨界溫度tc=31.1℃、臨界壓力pc=7.38MPa、臨界比容vc=0.0747m3/kg），等溫線出現(xiàn)拐點(diǎn)，且氣液兩相界限消失；高于臨界溫度時(shí)，等溫線為光滑曲線。?

?操作步驟：? 裝置主要由壓力臺(tái)、恒溫器和實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體組成。操作流程包括：

?準(zhǔn)備階段?：向恒溫器注入水至離蓋30～50mm，接通電路并啟動(dòng)水泵，調(diào)節(jié)溫度至設(shè)定值（如20℃、27℃或50℃）并保持恒溫。

?加壓前準(zhǔn)備?：關(guān)閉壓力表及進(jìn)入本體油路的閥門，開啟壓力臺(tái)油杯進(jìn)油閥，搖退活塞螺桿抽油，然后關(guān)閉油杯閥門，開啟壓力表和油路閥門，搖進(jìn)活塞螺桿充油，重復(fù)此過(guò)程直至壓力表有讀數(shù)。

?測(cè)量過(guò)程?：在恒溫下緩慢搖進(jìn)活塞螺桿增加壓力，觀察二氧化碳體積變化（通過(guò)承壓玻璃管內(nèi)水銀柱高度變化間接測(cè)量比容），記錄不同壓力下的數(shù)據(jù)。加壓時(shí)需保證緩慢以維持等溫平衡，避免讀數(shù)不準(zhǔn)。

?數(shù)據(jù)記錄?：記錄壓力、水銀柱高度（換算為比容）及現(xiàn)象（如液化、汽化），重復(fù)測(cè)量多組數(shù)據(jù)。?

?關(guān)鍵操作要點(diǎn)：?

?溫度控制?：恒溫器通過(guò)水循環(huán)確保溫度穩(wěn)定，溫度設(shè)定需覆蓋低于、等于和高于臨界溫度（如20℃、27℃、31.1℃、50℃）。

?壓力調(diào)節(jié)?：壓力通過(guò)壓力臺(tái)活塞螺桿進(jìn)退調(diào)節(jié)，加壓過(guò)程必須緩慢以保證等溫條件，否則易導(dǎo)致平衡滯后。

?比容測(cè)量?：由于直接測(cè)量困難，比容通過(guò)水銀柱高度h與已知點(diǎn)（如27℃、9MPa時(shí)h0）的線性關(guān)系間接計(jì)算，公式為v = k(h - h0)，其中k為常數(shù)。

?臨界現(xiàn)象觀察?：在臨界溫度下，可觀察到氣液整體相變（壓力微變導(dǎo)致突變）和模糊現(xiàn)象（汽液界限不清）