ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамические свойства жидкого кислорода в состоянии насыщения (по температурам) из "Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов " Вскоре И. А. Роговая и М. Г. Каганер [127] исследовали сжимаемость аргона в интервале температур —183- 0° С при давлениях до 200 атм. Экспериментальная установка, описанная авторами ранее [128], работала по методу пьезометра постоянного объема. Количество вещества в пьезометре определялось объемным способом с помощью трех калиброванных сосудов, помещенных в термостат. Температуру измеряли образцовым платиновым термометром сопротивления, погруженным в криостат, а равномерность распределения температур в последнем контролировали с помощью дифференциальных термопар. Во время опытов температура криостата поддерживалась постоянной с погрешностью 0,01 град при помощи фотоэлектронного терморегулятора. Температура в термостате регулировалась с погрешностью 0,05 град при этом использовался контактный ртутный термометр. Для измерения давления газа служил поршневой манометр. Масло, заполняющее манометр, отделялось от исследуемого газа с помощью мембранного дифференциального манометра и ртутного уравнителя благодаря последнему снижалась погрешность измерений разности давлений до 0,01 % абсолютного давления. Давление газа в калиброванных сосудах измерялось ртутным манометром с погрешностью 0,05 мм рт. ст. [c.100] Авторы [128] использовали четыре пьезометра емкостью от 7 до 400 см , что позволило проводить опыты в широком диапазоне изменения удельного объема. Калибровку пьезометров проводили многократно, и погрешность определения объемов составляла 0,02%. Поправка на влияние балластного объема определялась с погрешностью 0,05% (по отношению к объему наименьшего пьезометра). Экспериментаторы учитывали также поправки на изменение объема пьезометра при изменениях температуры и давления. Объем газометра был определен с погрешностью 0,03%. [c.100] Для проверки установки проведены опыты с воздухом, очищенным от двуокиси углерода и паров воды. Полученные данные о сжимаемости воздуха при температурах 0 —50 и —100° С и давлениях от 20 до ПО кГ/см согласуются с экспериментальными [125, 129] с погрешностью О—0,07%. Авторы [128] считали, что установка позволяет измерить удельные объемы в области температур от 20 до —200° С и давлений до 200 кГ/см с погрешностью 0,05%. Указанная оценка представляется заниженной, поскольку при суммировании погрешностей определения объемов ошибка могла достигать 0,1 %, а погрешность измерения давления поршневым манометром в работе ие указана. [c.100] Из краткого обзора видно, что экспериментальные р, и, Т-данные различных авторов получены при разных температурах и давлениях. Поэтому при графическом согласовании данные были предварительно сглажены по изотермам и приведены к одинаковым давлениям. Сопоставление по изобарам показало, что хотя разброс данных, полученных отдельными авторами, в основном незначителен, расхождения превышают указываемую исследователями погрешность эксперимента. [c.101] Наиболее подробными являются данные Ван-Иттербика и соавторов [42, 46], в совокупности охватывающие почти всю область температур от тройной точки до критической. Результаты [42] и [46] при температуре 90° К согласуются между собой с погрешностью 0,05—0,10%. При сравнении с данными других авторов в широком интервале температур не обнаруживается систематических расхождений в отличие от аналогичного сопоставления данных Ван-Иттербика и Вербека [42, 43, 83] об азоте и кислороде. Только на изотермах 134,40 и 136,02° К значения плотности [46] в ряде точек занижены на 0,3—0,4%. [c.101] ВОЙ затвердевания при заданном давлении, и изобары опорной сетки были экстраполированы до температур затвердевания таким образом, чтобы получилась плавная кривая затвердевания в координатах плотность — температура. [c.102] С целью экстраполяции опорных данных в область более высоких давлений (до 500 бар) использована та же методика, что и для кислорода. Были проанализированы отношения значений плотности жидких азота и аргона при одинаковых приведенных температурах и давлениях. На девяти рассмотренных нами изотермах в интервале т = 0,5727—0,9755 и я = 0,408—6,125 эти отношения изменяются в зависимости от давления на 1—2%, причем по мере роста температуры интервал изменения на изотермах увеличивается (рис. 15). [c.102] Оно соответствует экспериментальным данным с максимальной погрешностью, равной 0,1%. Коэффициенты уравнений изотерм не обнаруживают плавной зависимости от температуры, что не позволяет получить уравнение состояния для жидкого аргона путем аналитического описания этих коэффициентов. [c.103] После определения С для всех изотерм опорной сетки (от 85 до 170 К) оказалось, что в пределах допусков можно принять С для аргона постоянной (рис. 17). Хотя составляемое уравнение состояния является эмпирическим, не исключено, что постоянство С является следствием большей простоты термодинамического поведения одноатомного аргона по сравнению с поведением двухатомных азота и кислорода, у которых С зависит от температуры. [c.104] При наиболее низких температурах эксперимента отклонения расчетных значений плотности от опытных составляют 0,04—0,17%. Это подтверждают данные табл. 18, где рассчитанные значения сравниваются с частью экспериментальных данных Ван-Иттербика и Вербека [42 ] в интервале температур 86,6—90,6° К. [c.105] И VIII), начиная со 144° К, значения плотности кипящей жидкости приняты по данным [70], а в интервале 136—143° К получены графическим согласованием расчетных величин и данных [70]. [c.109] Значения плотности аргона на кривой затвердевания, рассчитанные по уравнению состояния, хорошо согласуются с опорными данными, полученными экстраполяцией изобар до температур затвердевания. При давлениях до 250 бар расхождения обеих групп данных не превышают 0,07%, а при давлениях до 500 бар — 0,21 % (табл. 21). [c.109] Представляет интерес сопоставление значений плотности жидкого аргона, рассчитанных нами и авторами работы [74], поскольку обе группы данных получены независимо и охватывают область давлений свыше 300 кПсм , не исследованную экспериментально. Сопоставление было выполнено на семи изотермах в интервале температур 90—150° К и давлений 50—500 атм. Не приводя соответствующей таблицы, укажем, что среднее отклонение данных [74] от рассчитанных по уравнению состояния (84) составляет 0,12%, а максимальные отклонения на изотермах не превышают 0,15—25% во всем диапазоне давлений. Только в непосредственной близости от критической точки (при 7 = 150° К и р = 50 атм) расхождение достигает 0,77%, причем наши данные ниже величин [74]. [c.109] Экспериментальные данные о калорических свойствах жидкого аргона крайне ограничены. Так, теплота испарения аргона, в отличие от теплоты испарения азота и кислорода, измерена только при нормальной температуре кипения. Из работ, посвященных определению этой величины, наиболее точными являются исследования Франка и Клюзиуса [118] и Флюбахера с сотрудниками [135]. [c.111] Теплоемкость жидкого аргона на кривой насыщения впервые исследовал Эйкен [103] в интервале температур 87—93° К. Позднее Эйкен и Хаук [138], несколько усовершенствовав установку [103], определили с в интервале Т = 90—140° К. В работах [103, 138] получены также немногочисленные данные об изохорной теплоемкости в несколько более широких интервалах температур, чем данные о с. [c.111] Вернуться к основной статье