2008, №1

сс. 67-90

Изохорная теплоемкость бинарной системы H2O—C2H5OH в до- и сверхкритических условиях

2008, №1

сс. 67-90

Цитировать

Н.Г. Полихрониди, И.М. Абдулагатов, Р.Г. Батырова, Г.В. Степанов

Ключевые слова: адиабатический калориметр, вода, водные растворы, кривая сосуществования фаз, критическая точка, изохорная теплоемкость, парциальный мольный объем, сверхкритическая вода, уравнение состояния, этанол

Изохорная теплоемкость (CV) бинарной смеси (0,1446 м.д.) H2O + (0,8554 м.д.) C2H5OH была измерена в до- и сверхкритических условиях с использованием высокотемпературного адиабатического калориметра постоянного объема. Измерения CV проводились в зависимости от температуры вдоль различных близкритических изохор в интервале от 234,8 до 391,1 кг·м-3 при температурах между 439,3 и 521,5 К. Всего исследовано 16 изохор - 4 паровые и 12 жидких. Интервал измерений охватывал одно- и двухфазные области в окрестности кривой сосуществования жидких и газовых фаз при до- и сверхкритических параметрах состояния. Ошибка измеренных значений теплоемкости, плотности и температуры составляла 2÷3%, 0,05% и 15 мK соответственно. Значения температуры на кривой сосуществования фаз,TS(ρ), для каждой измеренной плотности (изохоры) были определены в калориметрическом эксперименте с использованием датчика адиабатического контроля в рамках метода квазистатических термограмм. Измеренные значения теплоемкости (CVS), температуры (TS) и плотности (ρS) на кривой сосуществования вблизи критической точки (КТ) позволили определить значения критических параметров (TC, ρC) смеси H2O+C2H5OH. Полученные экспериментальные значения CV и TS, ρC насыщенной жидкости были проанализированы и интерпретированы в рамках теории изоморфизма критических явлений смесей и модели расширенного скейлинга для того, чтобы точно определить значения асимптотических критических амплитуд (A0± и B0) степенных законов. Рассчитаны значения характеристических параметров (K1, K2, τ1, τ2, Δρ1, Δρ2) смеси на основе анализа поведения критических кривых смеси H2O+C2H5OH. Показано, что теплоемкость данной смеси (х=0,8554 мол. доли C2H5OH или 96% по объему) вблизи КТ ведет себя как теплоемкость чистого вещества. Такое поведение теплоемкости данной системы также предсказывается на основе анализа поведения критических линий.