жидкость в результате подвода теплоты несколько увеличивает

жидкость в результате подвода теплоты несколько увеличивает свой
объем, при этом давление ее резко падает до давления насыщения (a′b′)
и начинается превращение насыщенной жидкости в сухой насыщенный пар (процесс кипения b′c′), для которого характерна определенная зависимость между постоянной температурой и постоянным давлением насыщения.
При дальнейшем подводе теплоты сухой насыщенный пар
превращается в перегретый; в области перегретого пара увеличение
объема при постоянной температуре сопровождается понижением
давления (c′d′).
С повышением температуры точки начала (c′, с″, с′″ и т. д.)
и конца (b′, b″, b′″ и т. д.) конденсации сближаются, т. е. горизонтальные участки становятся все более и более короткими и при температуре, называемой критической, линия конденсации исчезает совсем.
Это значит, что при критической температуре переход из газообразного состояния в жидкое происходит без изменения объема, поэтому
оба агрегатных состояния при этих условиях являются идентичными.
Изотерма сжатия для критической температуры (nKl) не имеет
горизонтального участка, а имеет перегиб в точке K так, что касательная в точке перегиба будет горизонтальной.
Область диаграммы, ограниченная пограничными кривыми
пара (K, c″′, c″, c′) и жидкости (K, b″′, b″, b′), является областью
двухфазных состояний, или областью влажного пара. Область диаграммы вправо от пограничной кривой пара при v > vкр считается областью перегретого пара и газа.
Критическая точка K лежит на границе трех состояний: перегретого пара, влажного пара и жидкости. Таким образом, можно сделать заключение, что сжижение газа (или перегретого пара) путем
одного сжатия возможно только при температурах ниже критической,
так как только при этих условиях изотермы проходят в области конденсации пара.
При температурах выше критической газ (или перегретый пар)
никаким повышением давления не может быть скачкообразно переведен в жидкое состояние.
56
3. Лабораторная установка
В связи с невозможностью использования ртути в учебной лабораторной работе запланировано выполнение этой работы в виртуальном варианте на ЭВМ. При этом схема стенда и ход лабораторной
работы остаются без изменений.
Установка (рис. 9) состоит из стеклянного мерного сосуда 4,
помещаемого в металлический резервуар 8, пресса 7, манометра 6,
термопары 5.
Мерный сосуд 4 – это толстостенный стеклянный цилиндр переменного сечения, оканчивающийся в верхней части капиллярной
трубкой с запаянным концом; нижний конец цилиндра открыт.
Резервуар 8 представляет собой прочный металлический баллон, в верхней части которого с помощью фланцевого соединения
прикрепляются крышка и прозрачный стеклянный колпак 2.
Мерный сосуд, предварительно заполненный точно измеренным
количеством газообразного хладагента R13, помещается в вертикальном
положении (открытым концом вниз) в резервуар, предварительно залитый
ртутью, таким образом, чтобы открытый конец сосуда всегда находился
ниже уровня ртути. Капиллярная трубка сосуда выводится наружу через
уплотненное отверстие в крышке. Сборка прибора завершается установкой
прозрачного колпака 2, герметично закрепляемого на резервуаре фланцевым соединением. После этого через пресс происходит заполнение машинным маслом верхней части резервуара и соединительных труб. Сам
пресс также заполняется маслом (эти операции выполняются лаборантом
до начала занятий).
Сжатие хладагента R13 осуществляется прессом. При увеличении давления на масло последнее вытесняет часть ртути в мерный
сосуд. Ртуть, действуя как поршень, сжимает хладагент R13. Изменение высоты столба хладагента R13 в капиллярной трубе сосуда регистрируется с помощью шкалы 3, освещаемой специальной подсветкой. Через колпак 2, играющий роль термостата, циркулирует вода с
постоянной температурой из термостата 1. Температура воды измеряется с помощью термопары 5, подключенной к цифровому милливольтметру. Таблица градуировки термопары имеется в лаборатории.
57