Форма критичної ізотерми рідин

Содержание

Слайд 2

Зміст

Метод та зразки для дослідження
Висотна залежність пропускання нейтронів
Висотна залежність густини зразків
Основні похибки

Зміст Метод та зразки для дослідження Висотна залежність пропускання нейтронів Висотна залежність
вимірювання
Визначення критичної точки
Визначення та обробка критичної ізотерми (P-V-T дослідження)
Критична ізотерма етану
Критична ізотерма двоокису вуглецю
Висновки

1

Слайд 3

Метод пропускання повільних нейтронів використовується для дослідження властивостей речовин поблизу критичної точки

Метод пропускання повільних нейтронів використовується для дослідження властивостей речовин поблизу критичної точки
“рідина – пара” (Тс).
З хроматографічного аналізу:

2

С2Н6

СО2

СН4(0,012%)

О2+N2 (0,02-0,05%)

С2Н2(0,002%)

С3Н6(0,008%)

- домішки

Метод та зразки для дослідження

Слайд 4

В досліді отримували залежність інтенсивності пропускання нейтронів та густини речовини від рівня

В досліді отримували залежність інтенсивності пропускання нейтронів та густини речовини від рівня
на якому знаходився зразок для різних температур в діапазоні (8..40оС).
Вимірювання проводилися після термостатування (~2•105с), відхилення не перевищувало 0,001К.
Якщо результати повторного вимірювання співпадали в межах похибки, то вважалося, що рівноважний розподіл густини за висотою зразка при даній температурі було досягнуто.

Рис.1. Висотна залежність пропускання
нейтронів зразком з етану при Т, оС:
1 – 31,297; 2 – 31,705; 3 – 32,043;
4 – 32,184; 5 – 32,207;
1 відн.од. = 5•10-5 м

Висотна залежність пропускання нейтронів

3

Слайд 5

Перехід від пропускання до густини був проведений допоміжними вимірюваннями пропускання порожнього (10-3

Перехід від пропускання до густини був проведений допоміжними вимірюваннями пропускання порожнього (10-3
мм. рт. ст.) і заповненого етаном зразка при Т~Тс, коли густина етану за висотою зразка однорідна і відповідає середній густині заповнення зразка.

Рис.2. Профіль густини етану за
висотою зразка при Т, оС:
1 – 32,361; 2 – 32,257; 3 – 32,197;
4 – 32,043; 5 – 31,940; 6 – 31,579;

Висотна залежність густини зразків

4

Слайд 6

Випадкова похибка зумовлена в основному статистичною похибкою вимірювання пропускання.
Завдяки щілинному коліматору

Випадкова похибка зумовлена в основному статистичною похибкою вимірювання пропускання. Завдяки щілинному коліматору
в "зоні спостереження” містився тільки вузький шар (~0,5•10-3 м) речовини. Оскільки розсіяння повільних нейтронів в етані є практично ізотропним, то за обраної геометрії і площі детектора (0,5х2 10-4 м) внесок багатократно розсіяних нейтронів у потік, що реєструвався детектором, не перевищував 0,5•10-4.

Основні похибки вимірювання

5

Слайд 7

Визначення критичної точки

У експерименті Tc визначалась при зникненні стрибка густини "рідина –

Визначення критичної точки У експерименті Tc визначалась при зникненні стрибка густини "рідина
пара".
При TПри T>Tc теорія гравітаційного ефекту передбачає збільшення розмірів прямолінійної ділянки, яка спостерігається на експериментальних кривих висотної залежності густини.

Рис.3. Ізотерми висотної залежності
густини етану та товщина
прямолінійної області (мм) при Т, оС:
1 – 32,210 (2,2); 2 – 32,206 (1,7);
3 – 32,200 (0,18).

Для T<32,197оС прямолінійна область постійна і становить 0,5•10-3 м, а для T>32,197оС вона збільшується. Тому Тс=(32,197±0,003)оС.

6

Слайд 8

Визначення та обробка критичної ізотерми (P-V-T дослідження)

Варіювання ρс

Значення ρсsym, що прирівнює параметри ведучих

Визначення та обробка критичної ізотерми (P-V-T дослідження) Варіювання ρс Значення ρсsym, що
доданків у вищезгаданних рівняннях форми ізотерми, тобто досягається асимптота антисиметрії хім.потенціалу.

Рівняння форми, що описує дані експерименту

Таким чином визначення асиметричних поправок форми пов'язане з критичною густиною.

7

Слайд 9

Критична ізотерма етану

Далі дані з критичної ізотерми оброблялись методом найменших квадратів за

Критична ізотерма етану Далі дані з критичної ізотерми оброблялись методом найменших квадратів
формулою для експериментальних даних, причому знайдені величини D і δ були зафіксовані.
Критична ізотерма етану асиметрична, причому при однакових відхиленнях густини від критичної.
З метою визначення параметрів асимптотичного рівняння критичної ізотерми був проведений пошук ефективних значень δ±ef, D±ef при наближенні інтервалу апроксимації до вершини ізотерми.

Рис.4. Ізотерми густини етану при Т, оС:

8

Слайд 10

Аналогічно була проведена обробка критичної ізотерми CO2. Як видно критична ізотерма вуглекислого

Аналогічно була проведена обробка критичної ізотерми CO2. Як видно критична ізотерма вуглекислого
газу асиметрична, причому знаки асиметричної поправки в рівнянні форми експериментальних даних для CO2 і C2H6 збігаються.

Критична ізотерма двоокису вуглецю

Рис.5. Критична ізотерма СО2.

9

Слайд 11

Висновки

Визначення параметрів форми критичної ізотерми залежить від визначення кристичної густини;
Ефективні значення параметрів

Висновки Визначення параметрів форми критичної ізотерми залежить від визначення кристичної густини; Ефективні
рівняння форми критичної ізотерми визначаються методом найменших квадратів(*);
В межах похибки експерименту критична ізотерма індивідуальних речовин може бути описана в рамках розширеного скейлінгу з включенням першої асиметричної поправки до простого скейлінгу.

*Булавин Л. А., Шиманский Ю. И.
Асимметрия критической изотермы этана // Физика жидкого состояния. – 1986. – № 10. – С. 136 – 142.

10

Имя файла: Форма-критичної-ізотерми-рідин.pptx
Количество просмотров: 22
Количество скачиваний: 0