[发明专利]一种基于克劳修斯克拉贝隆方程测量CO2

说明书

本发明公开了一种用于教学的克劳修斯克拉贝隆方程测量CO₂汽化潜热的方法及系统，属于实验教学技术领域，包括如下步骤：获取系统当前温度，维持当前温度；增加系统压力，当CO₂处于第一临界状态时，记录系统第一压力P₁和第一CO₂高度Δh₁；继续增加系统压力，当CO₂处于第二临界状态时，记录系统第二压力P₂和第二CO₂高度Δh₂；计算当前温度下的压力平均值根据比体积公式，计算当前温度下的饱和液体比体积V″和饱和蒸汽比体积V′；重复上述步骤,并将数据记录至表格中；根据克劳修斯克拉贝隆变换方程计算CO₂的汽化潜热。本发明实现测定CO₂压力、体积和温度关系过程中温度的快速、准确调控；测量方法科学，运行稳定。

技术领域

本发明属于实验教学方法技术领域，特别涉及一种基于克劳修斯克拉贝隆方程测量CO₂汽化潜热的方法及系统。

背景技术

目前，作为工程热力学典型实验之一的CO₂临界状态观测及CO₂压力、比体积和温度关系测定的教学实验，在各大高校均有广泛普及。

通常高纯度的CO₂气体会严格遵从气态方程PV m＝RT的气体，是一种理想气体，而实际气体由于气体分子体积和分子之间存在相互作用力，状态参数压力(P)、温度(T)、比容(V)之间的关系不再遵循理想气体方程。计算CO₂汽化潜热值与实际CO₂汽化潜热值会有较大的误差。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践提出了本发明专利。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于克劳修斯克拉贝隆方程测量CO₂汽化潜热的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1,获取系统当前温度，维持所述当前温度不变，增加系统压力，当CO₂处于第一临界状态时，记录系统第一压力P₁和第一高度Δh₁，所述Δh₁为所述第一临界状态下所述系统中CO₂在玻璃管中的高度；

步骤S2，继续增加系统压力，当CO₂处于第二临界状态时，记录系统第二压力P₂和第二高度Δh₂，所述Δh₂为所述第二临界状态下所述系统中CO₂在玻璃管中的高度；

步骤S3，计算所述当前温度下的压力平均值P_S，所述

步骤S4，根据比体积公式，计算所述当前温度下的饱和液体比体积V″和饱和蒸汽比体积V′；

步骤S5，重复步骤S1-S4,获取至少三组不同温度T_s1、T_s2、T_s3下的数据，所述数据包括CO₂处于第一临界状态时的所述系统第一压力P₁和所述第一高度Δh₁，CO₂处于第二临界状态时的所述系统第二压力P₂和所述第二高度Δh₂，所述压力平均值P_s、所述饱和液体比体积V″和所述饱和蒸汽比体积V′；