ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Керимов, Т. Э. Кафаров, Ш. Г. Гамидов, Я. М. Сулейманов Экспериментальное исследование изохорной теплоемкости некоторых углеводородов и спиртов из "Теплофизические свойства жидкостей " Измерение теплоемкости с проводилось по методике Амирханова — Керимова [1], в установку которых внесен ряд конструктивных изменений, повышающих надежность получаемых результатов. [c.176] Для измерения температуры использовались образцовый платиновый термометр сопротивления ПТС-10 и две хромель-копелевые термопары. Вопросу стабильности показаний термопар (исключению возможных паразитных э.д.с. в самих термопарах и в цепи компенсатора соответствующим выбором электродов термопар и компенсатора) уделялось самое серьезное внимание. [c.176] Полная погрешность измерения теплоемкости в области состояний, значительно удаленных от критического, составляет —1%. Она возрастает вблизи критической точки до 5% (с учетом ошибки отнесения). [c.176] Исследования теплоемкости проводились вдоль линий насыщения с охватом областей двухфазного и однофазного состояний. Измерения теплоемкости для каждого вещества проведены пе менее чем на пяти изохорах. Особенно подробно исследована теплоемкость вблизи критических точек. [c.176] Ширина температурного интервала, на котором измерялась теплоемкость, составляла — 0,1—0,04°. [c.176] В результате измерений (рис. 1) установлено, что теплоемкость в двухфазной области состояния возрастает с температурой, достигая предельного значения при определенной температуре, характерной для каждой изохоры данного вещества. При дальнейшем повышении температуры (при переходе через кривую сосуществования) теплоемкость вещества скачком падает от своего значения с. ах с двухфазной стороны до значения с однофазной стороны пограничной кривой и далее уменьшается. [c.176] Как видно из рис. 1, являющегося примером измерений в областях состояния, значительно удаленных от критического, общим в поведении функции (Т) веществ при докритических и закритических плотностях является слабый рост и характерный разрыв (скачок) в точках перехода вещества из двухфазного состояния в однофазное. [c.176] Вблизи критической точки особенностью в поведении исследованных веществ является сильное возрастание их теплоемкости с увеличением температуры. Как видно из рис. 2, здесь теплоемкость по-прежнему увеличивается с ростом температуры и достигает предельного значения Сшпах при данной плотности при определенной температуре. Максимум достигается при определенной плотности образца, которая принимается за критическую. В окрестности критических точек исследованных веществ (в определенных интервалах плотностей) переход вещества из двухфазного состояния в однофазное размывается и приобретает характер резкого, но уже без видимого разрыва изменения с типичным при этих значениях плотностей закруглением кривой теплоемкости в конце перехода наблюдаемое увеличение плавности хода кривой температурной зависимости теплоемкости (при завершении перехода) с приближением к критической плотности показывает, что скачок теплоемкости при приближении к критической точке как со стороны докритических, так и закритических плотностей уменьшается и при критической плотности, очевидно, вырождается. [c.177] По данным измерений теплоемкости с построены пограничные кривые к-гептана, к-понана, бутилового спирта и бензола. В пределах точности эксперимента пограничные кривые в окрестности критических точек этих веществ аппроксимируются параболой второй степени. [c.178] Отсутствие уплощения пограничной кривой вблизи критической точки свидетельствует об устранении в эксперименте влияния гравитационного эффекта как на форму пограничной кривой, так и па измеряемые вблизи критической точки значения теплоемкости. [c.178] Наши экспериментальные данные свидетельствуют о неодинаковом характере возрастания теплоемкости исследованных веществ при подходе к критической точке с обеих ее сторон, что говорит о конечной величине изохорной теплоемкости в критической точке. Этот вывод вытекает из того обстоятельства, что представленные в полулогарифмической анаморфозе экспериментальные значения теплоемкости с веществ при их критических плотностях (рис. 3) образуют две пересекающиеся друг с другом, а следовательно, неэквидистантные ветви изохоры теплоемкости, отображающие значения функции с (Г) в одно- и двухфазной областях, что свидетельствует о конечном значении теплоемкости в критической точке исследованных веществ. [c.178] В данной работе было проведено исследование воды высокой степени чистоты и затем с примесями. [c.179] Перед заливкой в калориметр дважды дистиллированную воду, очищенную от органических примесей, кипятили в стеклянной колбе до взрывного состояния для освобождения от растворенного в ней воздуха, затем при помощи приспособления, соединяющего донышко колбы с холодильным устройством, производили заливку горячей воды под вакуумом в калориметр. Специальный анализ показывает, что при соблюдении подобных условий примеси воздуха в исследуемой воде сведены к нулю. [c.179] Была исследована теплоемкость с воды и водяного пара на изохорах и= 1,04 1,33 3,17 10,00 20,00 см Уг. Результаты этих исследований изображены на рис. 1, 2, и 3, в с — Г и с — lg (Г— Тп)— диаграммах. На критической изохоре, значение которой принято VI Международной конференцией по свойствам воды и водяного пара (Нью-Йорк, 1963), измерения теплоемкости проводились дважды (см. рис. 3). [c.179] Сравнение вида изменения функции с Т) на изохорах с результатами [1] дает основание утверждать, что, во-первых, ее значение имеет разрыв на всех исследованных изохорах, за исключением критической, на рассмотрении которой остановимся пиже, и, во-вторых, характер изменения в гетеро- и гомогенной областях одинаков. [c.179] Результаты проведенных исследований воды доказывают эквидистантность ветвей изменеп1гя теплоемкости с в полулогарифмическом масштабе ив — Г-диаграмме с приближением к точке перехода через линию насыщения, только вдали от критической точки, а не на критической изохоре, как это утверждают авторы [2, 3]. Строгость эквидистантности ветвей теплоемкости с возрастает с удалением от критической точки (см. рис. 1. 2). [c.179] Пунктирные линии—двухфазное состояние сплошные — однофазное, i—1,33 сл /г 2 — 1,04. [c.179] Сравнение результатов [1] и данных настояш ей работы дает возможность прийти к выводу, что критической является та из исследованных изохор, на которой наблюдается наибольший загиб нижней ветви теплоемкости в Сц — ( — п) диаграмме и ее стремление пересечь верхнюю ветвь, представляющую изменение изохорной теплоемкости исследуемого вещества в двухфазной области, что доказывает конечность значения теплоемкости с в критической точке. [c.180] Таким образом, экспериментальные факты позволяют сделать заключение о том, что линии изменения теплоемкости с на критической изохоре в обе стороны от критической точки неэквидистантны, следовательно, значение Ср в ней не может стремиться к бесконечности. [c.180] Причиной подобного поведения теплоемкости на критической изохоре авторы [5] считают наличие в исследованных другими авторами веществах некоторого количества примесей, приводящих к конечности значения теплоемкости в критической точке. Поэтому представляется интересным исследование характера изменения теплоемкости с наименьшим возможным температурным шагом (также равным 0,04°) при наличии в веществе некоторого количества воздуха и других примесей. [c.180] Вернуться к основной статье