電腦型二氧化碳P-V-T關系儀操作步驟

二氧化碳P-V-T關系儀是一種用于測定二氧化碳在不同溫度下壓力-體積-溫度關系的實驗裝置，其操作原理基于定溫法，通過控制溫度并測量壓力與比容的變化來繪制等溫線。?

?實驗原理：? 二氧化碳作為實際氣體，其P-V-T關系不遵循理想氣體狀態方程，而是需通過實驗確定。在平衡狀態下，壓力P、體積V和溫度T滿足特定函數關系F(P,V,T)=0。實驗采用定溫法，在恒定溫度下改變壓力，觀測體積變化，從而繪制P-V等溫線。低于臨界溫度時，等溫線會出現氣液相變平臺；在臨界點（臨界溫度tc=31.1℃、臨界壓力pc=7.38MPa、臨界比容vc=0.0747m3/kg），等溫線出現拐點，且氣液兩相界限消失；高于臨界溫度時，等溫線為光滑曲線。?

?操作步驟：? 裝置主要由壓力臺、恒溫器和實驗臺本體組成。操作流程包括：

?準備階段?：向恒溫器注入水至離蓋30～50mm，接通電路并啟動水泵，調節溫度至設定值（如20℃、27℃或50℃）并保持恒溫。

?加壓前準備?：關閉壓力表及進入本體油路的閥門，開啟壓力臺油杯進油閥，搖退活塞螺桿抽油，然后關閉油杯閥門，開啟壓力表和油路閥門，搖進活塞螺桿充油，重復此過程直至壓力表有讀數。

?測量過程?：在恒溫下緩慢搖進活塞螺桿增加壓力，觀察二氧化碳體積變化（通過承壓玻璃管內水銀柱高度變化間接測量比容），記錄不同壓力下的數據。加壓時需保證緩慢以維持等溫平衡，避免讀數不準。

?數據記錄?：記錄壓力、水銀柱高度（換算為比容）及現象（如液化、汽化），重復測量多組數據。?

?關鍵操作要點：?

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

?壓力調節?：壓力通過壓力臺活塞螺桿進退調節，加壓過程必須緩慢以保證等溫條件，否則易導致平衡滯后。

?比容測量?：由于直接測量困難，比容通過水銀柱高度h與已知點（如27℃、9MPa時h0）的線性關系間接計算，公式為v = k(h - h0)，其中k為常數。

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